авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

«А.М. Сизиков, Е.В. Шаповалова ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА МАГНЕЗИАЛЬНЫХ БЕТОНОВ Омск·2009 3 ...»

-- [ Страница 2 ] --

Увеличение влажности свыше 36 % приводило к снижению прочностных свойств (рис. 12). Воз душно-сухие опилки по глощают раствор соли, что приводит к увеличе нию отношения обож женного магнезита к рас твору. Прочность возрас тает тем больше, чем мень ше влажность древесины. Рис. 11. Зависимость прочности образцов Композиционные мате- от соотношения цемента и опилок риалы на основе древесных опилок и стружки используются для про изводства ксилолита и фибролита – отделочных материалов. Конст рукционные материалы должны обладать повышенной прочностью, поэтому исследования, проводимые в СибАДИ, выполнялись с ис пользованием различных минеральных заполнителей. Для детального исследования были выбраны два вида дешевых много тоннажных ме стных материала: зола-унос от сжигания каменного угля на ТЭС и тонкомолотый бой кирпича (цемянка). При изготовлении бетонных смесей заполнители смешивали с ПМК-75, в качестве жидкости затво рения использовали водный ра створ бишофита с плотностью 1,2 г/см3, тщательно перемеши вали до однородной массы.

Следует отметить, что при оди наковом водоцементном отно шении бетон с золой – унос имеет более жесткую конси стенцию, чем бетон без запол нителя, а введение цемянки, на оборот, приводит к разжиже нию смеси. Результаты испыта ния образцов плотного магнези ального бетона с золой-унос представлены в табл. 16. Из-за повышенной жесткости смеси уплотнение при заполнении Рис. 12. Зависимость прочности образцов форм проводили на вибростенде.

В табл. 16 образцы последний трех. ксилолита от влажности опилок … серий уплотняли виброуплотне нием, остальные – трамбованием.. Очевидно, что оптимальный расход затворителя не зависит от соотношения ПМК -75 и золы-унос и со ставляет 0,65 л/кг смеси. При таком расходе затворителя прочность при сжатии образцов с отношением цемент / наполнитель, равном 1: даже в возрасте 7 суток составляет около 90 кгс/см2, а при соотноше нии 1:2 – более 150 кгс/см2.

Плотность затвердевших образцов после 28 суток выдержки со ставляет 1300 – 1500 кг/м3, что указывает на его пониженную по сравнению с керамическим кирпичом теплопроводность. Это позво ляет предположить возможность использования подобных систем для изготовления теплоизоляционных материалов.

Проводились исследования по обработке золы-унос, причем ис пользовался только один вид золы – полученной с электрофильтров.

Зола из циклонов вела себя как инертный наполнитель, ее введение приводило к падению прочности при увеличении содержания.

Таблица Зависимость плотности и прочности плотного магнезиального бетона с золой-унос в качестве заполнителя от расхода раствора бишофита плотностью 1,2 г/см Прочность образцов, кгс/см2 в возрасте, сут Расход раство- Плотность ра бишофита бетона в воз- При сжатии При изгибе л/кг сухой расте 1 3 7 14 1 28 сут, кг/м смеси Соотношение ПМК-75 : зола-унос = 1: 0,167 1020 7 8 9 15 4 0,208 1020 10 15 16 17 5 0,250 1040 13 17 19 28 6 0,600 1410 24 28 40 54 16 0,700 1410 52 70 106 144 29 0,800 1400 66 76 100 127 35 0,600 1500 78 110 168 182 40 0,700 1410 62 108 136 156 34 0,800 1390 42 109 143 156 30 Соотношение ПМК-75 : зола-унос = 1: 0,250 940 10 16 22 - 4 0,300 980 11 20 20 21 6 0,350 970 11 12 13 18 5 0,400 1050 13 16 17 22 7 0,600 1350 38 44 - 72 17 0,700 1410 40 48 - 84 22 0,800 1350 36 44 - 66 20 0,600 1420 32 52 90 - 14 0,700 1330 24 50 87 - 23 0,960 1410 26 56 72 - 20 На рис. 13 приведены результаты определения прочности плотного бетона с различным содержанием золы-унос, подвергнутой той или иной обработке.

Попытка увеличить активность электрофильтровой золы путем ее активирования механохимической обработкой в вибрационной мель нице показала очень сложный характер зависимости активности от условий помола. Водостойкость образцов плотного бетона с золой унос высокая, коэффициент размягчения близок к единице.

Рис.13. Зависимость прочности плотного магнезиального бетона от содержания золы-унос Результаты определения водопоглощения для бетонов с постоянным содержанием электрофильтровой золы-унос в количестве 20 % и перемен ным расходом бишофита (плотность 1200 кг/м3) приведены в табл. 17.

Таблица Водопоглощение плотного магнезиального бетона с электрофильтровой золой-унос, обработанной бишофитом Расход раствора бишофита, мл Водопоглощение, масс. % На 1 кг ПМк-75 На 1 кг сухой смеси 550 550 9,0 (бетон без золы) 550 460 7, 780 650 9, 850 710 9, 1050 870 14, 1200 1000 15, 1320 1100 15, 1440 1200 14, Увеличение водопоглощения по мере роста расхода раствора би шофита, что необходимо для пластификации бетонной смеси, по видимому, связано с накоплением свободного бишофита начиная с 1050 мл/кг ПМК-75. В отсутствии золы-унос бишофит полностью связывается при его расходе только до 550 мл/кг ПМК-75, следова тельно, введение золы в бетон сопровождается связыванием бишофи та в существенно большей мере.

Проведенные исследования показали, что введение в бетон золы приводит к снижению чувствительности образцов к воде и после дующей сушке. Возможное удаление свободного бишофита мало ска зывается на прочности образцов, или он не вымывается, оставаясь в порах частиц золы. Небольшое падение прочности магнезиального бетона с золой-унос при большом перерасходе бишофита может сви детельствовать о том, что связывание бишофита (например, в виде рассола) может быть и не связано с его взаимодействием с поверхно стью золы, а с тем, что он мигрирует из порового пространства магне зиальной основы в поры золы-унос, не оказывая вследствие этого расклинивающего воздействия на основу.

В качестве заполнителя также использовали бой керамического кирпича пластического формования (цемянку). Предварительные ис следования показали, что заполнитель на основе боя кирпича полусу хого прессования проявляет гораздо меньшую активность. Бой кир пича подвергли дроблению и грубому помолу в шаровой мельнице.

После этого отобрали фракцию с размером частиц менее 2,5 мм, ее подвергли тонкому помолу в дезинтеграторе ГИЛМ-0,5. Полученный тонкодисперсный порошок использовался в качестве заполнителя при изготовлении магнезиальных бетонов. Зависимость прочности плот ного магнезиального бетона от количества цемянки при расходе рас твора бишофита плотностью 1,2 г/см3, равном 0,55 л/кг сухой смеси, приведен в табл. 18.

Таблица Зависимость прочности плотного магнезиального бетона от содержания цемянки (плотность раствора бишофита 1,2 г/см3, расход раствора 0,55 л/кг сухой смеси) Прочность образцов, кгс/см2 в возрасте, сут.

Содержание це мянки, % от При сжатии При изгибе массы ПМК-75 7 11 3 0 406 415 100 20 433 433 100 30 420 431 91 40 446 435 111 60 406 415 90 80 321 330 82 100 306 319 69 120 225 243 67 Очевидно, что наибольшая прочность, превышающая прочность бетона без заполнителя, получена при содержании цемянки около 40 %. Во всяком случае, введение цемянки в количестве до 60 % по зволяет 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 Зависимость водопоглощения плотного магнезиального бетона в возрасте 3 суток от количества добавленной цемянки Содержание це- Водопоглощение, % при времени замачивания, сут.

мянки, % от массы 1 3 ПМК- 0 6,7 9,6 14, 20 3,6 5,1 7, 30 3,4 4,2 4, 40 2,9 3,4 4, 60 1,8 2,5 3, 80 1,0 1,7 2, 100 0,8 1,2 1, 120 0,7 1,0 1, Расход раствора бишофита составлял 0,55 л/кг сухой смеси, плотность раствора бишофита 1,2 г/см3. При определение водопогло щения 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, со держащие цемянку, видимых дефектов не имели. Во всех случаях увеличение количества цемянки приводило к уменьшению водопо глощения образцов.

На рис.14 приведена графическая зависимость водопоглощения образцов плотного магнезиального бетона от содержания в них це мянки, а на рис.15 – графическая зависимость прочности плотного магнезиального бетона от содержания цемянки при твердении на воз духе. 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.

Для двух образ цов: без заполнителя и с цемянкой, были про ведены исследования процессов, происходя щих в образцах при на гревании до 900 оС.

Использовался метод дериватографии. Ана лиз подтвердил участие цемянки в процессе гидратации магнезиаль ного цемента по типу пуццолановой добавки.

Проведенные ис следования позволяют сделать вывод о целе сообразности введения в магнезиальный бетон цемянки в количестве 40 Рис. 14. Зависимость водопоглощения образцов – 60 % от массы каусти- плотного магнезиального бетона от содержания в ческого магнезита. В ка- в нём цемянки (в возрасте - 1, - 3 и • - 7 суток ) честве жидкости затворе ния 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, приемле мыми для стеновых материалов.

Дальнейшие исследования проводились в направлении поиска способа обработки цемянки. Часть проб цемянки была обработана пу тем 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 вы держивали 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 ша рами в течение 2, 4, 6, 10, 20, 30, 40 и 60 мин. Подготовленную опи санным 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.

На рис. 16 приведены ре зультаты определения прочно сти при сжатии образцов, изго товленных с добавлением це мянки обработанной водой (1), раствором бишофита (3) и без обработки (2). Видно, что об работка цемянки водой умень шает её активность, а обработ ка раствором бишофита – уве личивает. Следовательно, про стая гидратация поверхности цемянки, то есть увеличение поверхностной концентрации гидроксильных групп, даже ухудшает взаимодействие це мянки с оксихлоридмагниевой основой. Однако, образующие ся при обработке бишофитом цемянки поверхностные со единения 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 до … полнительного помола на активность цемянки, обработанной раство ром бишофита с последующей сушкой. Очевидно, что дополнитель ный помол не привел к увеличению активности. Наблюдаемое сниже ние активности, вероятно, связано с тем, что в процессе помола про исходит разрушение частиц и, соответственно, уменьшение доли по верхности, содержащей поверхностные соединения с хлоридом маг ния. Образование новых соединений не происходит из-за отсутствия воды. Помол цемянки во влажном состоянии невозможен ввиду быст рого комкования цемянки в мельнице.

Рис. 16. Зависимость прочности плотного магнезиального бетона от содержания предварительно обработанной бишо фитом цемянки: 1 – цемянка обработана водой, 2 – без об работки, 3 – цемянка обработана раствором бишофита Рис. 17. Зависимость прочности плотного магнезиального бетона с добавкой 20% цемянки (от массы ПМК-75), обра ботанной раствором бишофита и подвергнутой дополни тельному помолу 5. ПЕНОБЕТОНЫ НА ОСНОВЕ МАГНЕЗИАЛЬНОГО ЦЕМЕНТА 5.1. Основы проектирования состава пенобетонов Среди строительных материалов, обеспечивающих сопротивле ние теплопередаче, большая роль принадлежит ячеистым бетонам на основе различных минеральных вяжущих [16]. Ячеистый бетон пред ставляет собой материал с мелкозернистым заполнителем или без не го, с равномерно распределенными по объёму газо-воздушными по лостями, преимущественно сферической полости. Самый простой и дешевый способ изготовления – минерализация с последующим твер дением водо-воздушной пены, образующейся путем вспенивания водных растворов природных и синтетических поверхностно активных 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 заполни тель. Второй метод заключается в том, что готовая жидкая смесь вя жущего с мелкодисперсным заполнителем смешивается в специаль ной бетономешалке с подготовленной пеной.

Преимущество первого способа заключается в возможности изго товления бетона с заданной прочностью и плотностью, что и опреде ляет теплотехнические характеристики изделия. Недостаток этой тех нологии – 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 высокоак тивные вяжущие. Высокую прочность искусственного камня обеспе чивают магнезиальные вяжущие.

5.2. Подбор пенообразователя Ранее проведенные исследования показывают, что для получения пенобетона важно использовать стабильную и мелкодисперсную пе ну. Свойства пены зависят от свойств пенообразователя и способа его приготовления. Первоначально использовались пенообразователи природного происхождения: белковые гидролизаты, экстракты мыль ного корня и т.п. В настоящее время широкое распространение полу чили синтетические поверхностно-активные вещества (ПАВ). Как из вестно [18], существуют анионоактивные, неионогенные, катионоак тивные, амфотерные ПАВ. С точки зрения химического взаимодейст вия ПАВ с цементным камнем, наименьшее влияние на процесс его гидратации оказывают неионогенные ПАВ. К таким ПАВ относятся синтанол, сульфанол, синтетические жидкие кислоты (СЖК) фракции С16 – С22, алкилбензолсульфокислота (АБСК).

В СибАДИ проводились исследования по выбору наиболее эф фективного пенообразователя, обеспечивающего наилучшие прочно стные свойства пенобетона на основе магнезиального цемента [19].

Пену, полученную с помощью различных неионогенных ПАВ, оцени вали по стабильности, дисперсности и совместимости с вяжущим и заполнителем. Пену без стабилизаторов применять нельзя, так как она нестабильна, крупнодисперсна и оседает при добавлении вяжущего.

Для стабилизации пены использовали различные клеи: костный, ка зеиновый, обойный КМЦ-Н и МЦ. Клей повышает вязкость раствора, а следовательно, и устойчивость пены. В табл. 20 приведены сведения об использованных ПАВ и клеях.

Для получения пенобетона нужна низкократная пена, не оседаю щая при добавлении вяжущего и заполнителя. Выявлено, что пенооб разователь АБСК дает неудовлетворительные результаты, так как пе на, независимо от стабилизатора, получается крупнодисперсной, не текучей, имеет большие размеры газовых пузырьков, несовместима с вяжущим и заполнителем.

Пена, полученная из раствора сульфанола с костным и казеино вым клеем, оседает через 10 минут, что является недостаточным для производственного процесса. Раствор сульфанола с клеями КМЦ-Н и МЦ дает пену высокой кратности, равной 15.

Таблица Поверхностно-активные вещества и стабилизаторы пены № Материал Завод-изготовитель ГОСТ или ТУ 1 Синтанол АЦСЭ АО «Капролактам» ТУ 6-14-819- 2 Сульфанол, 40%-ный р-р ПО «Химпром», г. Сумгаит ТУ 6-02-1043- 3 СЖК, фракция С16-С22 АО «Уфимский нефтепере- ТУ 38.507-63 рабатывающий завод» 285- 4 АБСК Пр-во Германии 5 Клей костный гранули- Усольский клеевой завод ГОСТ 2067- рованный столярный 6 Обойный клей КМЦ-Н Г. Каменск-Шахтинск Рос- ТУ 6-15-1077- товской обл.

7 Клей казеиновый обык- Камышловский клеевой за- ГОСТ 3056- новенный вод 8 Обойный клей МЦ АО «Усольехимпром» ТУ 6-02-20-44- Раствор СЖК с казеиновым клеем полностью не переходит в пе ну. С костным клеем кратность пены из СЖК низкая, но размеры га зовых пузырьков большие. Раствор СЖК с клеем КМЦ-Н дает мелко дисперсную пену с нужной кратностью, но она неустойчива и оседает через 15 минут. Пена, полученная из раствора СЖК с клеем МЦ, име ет необходимую кратность, небольшие по размерам газовые пузырь ки, устойчивость, но оседает при добавлении в нее вяжущего. Пены, полученные из раствора синтанола с клеями МЦ-Н, казеинового, ко стным и МЦ, имеют маленькие размеры газовых пузырьков, устой чивы, но необходимая кратность получается только с клеем МЦ. По результатам проведенных исследований был выбран пенообразова тель синтанол со стабилизатором обойным клеем МЦ.

Далее осуществлялся выбор способа получения пены. Сравни тельная характеристика различных методов получения пен приведена в табл. 21. Из приведенных данных видно, что наиболее подходящи ми являются два последних способа получения пены: ручной (в ёмко сти с ёршиком) и механический (с вращающимся ёршиком). В этих двух случаях получается устойчивая мелко-дисперсная и низкократ ная пена, имеется возможность регулирования качества пены измене нием числа оборотов вращения ёршика или (при ручном способе) ин тенсивности взбивания. В дальнейшем раствор пенообразователя го товили не на воде, а на растворе бишофита, при этом был выявлен дополнительный стабилизационный эффект бишофита.

Таблица Сравнительная характеристика способов получения пены № Способ получения пены Кратность Размер Устойчивость пены пены газовых пузырь ков, мм 1 Барботаж воздухом через по- 7 1 Полностью оседает ристую перегородку в раствор через 10 мин пенообразователя 2 Лабораторная пенобетоньерка 15 4-6 Раствор взбивается с вращением лопастей вокруг не полностью, пена горизонтальной оси оседает через 5 мин.

3 Быстроходная мешалка с вер- 10 1 Пена устойчива, но тикальным перфорированным трудно извлекается цилиндрическим активатором из устройства, насо (1600 об/мин) и циркуляцион- сом не перекачивает ным насосом для раствора ся 4 В пеногенераторе – смесителе 8 1 Пена устойчива в те с качающимся в двух плоскос- чение более 30 мин тях вращающимся активатором в виде ерша из синтетических нитей (400 – 600 об/мин) 5 Ручное взбивание пены в сосу- 8 1 Пена устойчива в те де путем колебательных дви- чение 30 мин жений ерша из синтетических нитей (30 – 40 колебаний в ми нуту) Плотность раствора бишофита составляла 1200 кг/м3, концентра ция бишофита – 526 кг/м3. Такая концентрация является оптимальной по усадке и трещиностойкости магнезиального бетона. Следует заме тить, что плотность пены на растворе бишофита всегда больше, чем пены той же кратности, изготовленной из водного раствора пенообра зователя. С ростом концентрации бишофита плотность пены должна увеличиваться. Как показано выше, повышение плотности раствора бишофита с 1120 кг/м3 до 1250 кг/м3 при неизменяемом расходе рас твора приводит к росту прочности с 105 до 405 кгс/см2. Но из этого следует, что уменьшение плотности раствора бишофита на 10 % при ведет к снижению прочности бетона в 4 раза. Поскольку прочность пенобетона зависит, в первую очередь, от прочности магнезиальной матрицы, следует ожидать резкого снижения прочности пенобетона при уменьшении концентрации бишофита. Это подтверждается ре зультатами измерения прочности образцов пенобетона почти одина ковой плотности в возрасте 7 суток при расходе раствора пенообразо вателя 825 л/т ПМК-75, представленными в табл. 22. При уменьшении плотности раствора бишофита на 9 % прочность пенобетона умень шилась в два раза.

Таблица Зависимость прочности пенобетона на основе магнезиального цемента от плотности раствора синтанола в бишофите Плотность раствора, кг/м3 1250 1200 1180 1170 Прочность при сжатии, кгс/ см 38,1 33,3 30,4 28,2 18, Увеличение объема пены за счет увеличения объёма пенообразо вателя с бишофитом вынужденно должно сопровождаться введением в пенобетон избыточного бишофита, поэтому была предпринята по пытка найти ПАВ, стабилизатор пены и условия ее получения, при которых необходимая достигается кратность пены без перерасхода бишофита. При расходе бишофита порядка 0,6 л на 1 кг ПМК- кратность пены перед введением в нее вяжущих и добавок для полу чения пенобетона плотностью в сухом состоянии 500 – 550 кг/м3, должна быть 6 – 6,5.

Для исследования были отобраны доступные ПАВ, которые ре комендуется использовать в качестве пенообразователей в технологии получения пенобетона на основе портландцемента. Большинство из них (кроме синтанола) являются натриевыми солями сульфо- или карбоновых органических кислот. Успешность применения таких ПАВ вызывает сомнение, так как при смешивании этих веществ с бишофитом в осадок выпадают магниевые соли органических ки слот. В концентрированном виде такие ПАВ вообще не растворяются в бишофите, поэтому их требуется предварительно растворять в не большом объёме воды. После смешивания растворов бишофита, ПАВ и стабилизатора пены (при необходимости), определяли плотность раствора и корректировали до значения 1200 кг/м3 прибавлением би шофита или воды. Бишофит вводили в виде сухого порошка или кон центрированного раствора.

Исследование зависимости кратности пены при механическом взбивании ершом из синтетических нитей при скорости вращения 300 – 500 об/мин от переменной концентрации различных ПАВ в раствор би шофита показало, что обойный клей МЦ, СЖК фракции С16 – С22, смола древесная омыленная (СДО), АБСК (производство Германии), сульфа нол, мыло хозяйственное 75 %-ное, суперпластификатор С-3 показали плохую устойчивость пены, комкование, образование осадка. Неудов летворительные результаты получены и на синтаноле без стабилизатора пены. Хорошая устойчивость пены получена с применением синтанола вместе со стабилизатором – обойным клеем МЦ (табл. 23).

Таблица Зависимость плотности и кратности пены от концентрации синтанола и стабилизатора (клея МЦ) Концентрация Плотность пены, Кратность пены Концентрация синтанола, г/л г/л стабилизатора, г/л 1,0 387 3,1 0, 3,0 316 3,8 0, 6,0 285 4,2 0, 6,0 250 4,8 0, 8,0 240 5,0 0, Эти исследования подтверждают результаты, полученные в пред варительных исследованиях. В качестве пенообразователя следует использовать только синтанол, применение в качестве стабилизатора пены клея МЦ обязательно, но при механическом взбивании скорост ной мешалкой получить кратность пены больше 5 не удается.

5.3. Способ «сухой» минерализации пены В ряде экспериментов были определены основные технологиче ские параметры получения пенобетона на основе магнезиального це мента по способу «сухой» минерализации. Для сравнения пену гото вили с использованием двух пенообразователей: синтанола и нейтра лизованной едким натром технической смеси синтетических жирных кислот. В качестве стабилизатора использовали обойный клей МЦ.

Содержание ПАВ в растворе бишофита было 10 г/л, а стабилизатора пены – 2,5 г/л. Были изготовлены образцы размером 40 х 40 х 160 мм.

Всего для исследования было изготовлено и испытано более 300 об разцов. Результаты определения плотности, прочности при сжатии и изгибе образцов пенобетона, изготовленного на основе магнезиально го цемента, разных сроков твердения, приведены в табл. 24. На рис. 18 показано, что зависимость плотности магнезиальной пенобе тонной смеси на момент окончания перемешивания от объема раство ра, взятого для приготовления пены, носит практически линейный характер.

Таблица Зависимость прочности и плотности пенобетона, изготовленного из магнезиального цемента методом «сухой» минерализации, от расхода раствора бишофита плотностью 1,2 г/см Прочность образцов, кгс/см2, Плотность образцов, кг/м3, Расход рас твора бишо- в возрасте, сутки в возрасте, сутки фита л/кг при сжатии изгибе ПМК-75 3 7 28 7 1 3 7 Пенообразователь – СЖК (10г/л), стабилизатор пены – клей МЦ (2,5 г/л) 2,00 12 14 22 8 590 540 530 1,33 28 29 36 11 630 570 550 1,00 35 47 56 20 840 760 750 0,80 - 72 250 43 1490 1490 1390 Пенообразователь – синтанол (10 г/л), стабилизатор пены – клей МЦ (2,5 г/л) 1,33 5 8 9 5 - 330 320 1,00 13 17 26 6 - 480 470 0,80 41 43 54 11 - 870 860 0,67 31 36 38 10 - 890 870 Рис.18. Зависимость плотности пеномагнезиальной смеси от расхода раствора бишофита: 1 – состав без добавок;

2 – состав с добавкой цемянки Варьирование соотношения бишофит: ПМК-75 позволило полу чить пенобетон с различными прочностью и плотностью. Приведен ные данные свидетельствуют, что полученные материалы, согласно ГОСТ 25485 – 89 [20], относятся к группе теплоизоляционных и кон струкционно – теплоизоляционных бетонов.

В первую группу попадают материалы с плотностью 300 – 400 кг/м3, прочностью при сжатии до 7,5 кгс/см2, а во вторую – с плотностью 500 – 800 кг/м3 и прочностью при сжатии 10 – 35 кгс/ см2.

Зависимость прочности образцов пенобетона от плотности свиде тельствует, что прочность изделия определяется, главным образом, количеством газовых полостей. Изменение отношения бишофит: ПМК 75 в этом диапазоне значений на прочность не сказывается. Оба пенооб разователя пригодны для изготовления пенобетона, однако синтанол предпочтительнее, поскольку использование СЖК требует дополнитель ных затрат на приобретение щелочи, необходимой для нейтрализации.

5.4. Двухстадийный способ минерализации пены При изготовлении пенобетона по второму, двухстадийному, спо собу часть раствора бишофита использовали для приготовления пены, а остатком затворяли ПМК-75. В этой серии экспериментов были изучены зависимость свойств пенобетона от раствора бишофита и ко личества синтанола в растворе. Результаты определения прочности и плотности образцов пенобетона в разные сроки твердения приводятся в табл. 25. По этому способу минерализации образцы получаются бо лее тяжелыми. Они относятся к группе конструкционно-тепло изоляционных и даже конструкционных материалов.

Концентрация синтанола может быть уменьшена до 1 г/л. Опре деляющим параметром, влияющим на прочность образцов, является размер и количество газовых полостей. Увеличение концентрации синтанола приводит к положительному эффекту уменьшения разме ров газовых полостей. Поэтому, если это позволяют экономические соображения, работать предпочтительнее с раствором синтанола с концентрацией 10 г/л.

Для пористых строительных материалов важными характеристи ками являются такие показатели как морозостойкость, теплопровод ность и водопроницаемость. Для изучения этих характеристик изго тавливали образцы в форме кубов с размером ребра 100 мм (для опре Таблица Зависимость прочности и плотности пенобетона, изготовленного на основе магнезиального цемента по двухстадийной технологии, от расхода раствора бишофита и синтанола (плотность раствора бишофита 1,2 г/см3, расход стабилизатора – клея МЦ – 5 г/л) Прочность образцов кгс/см2, расход клея МЦ 5 г/л Плотность Расход р-ра кг/м3, в бишофита, при сжатии при изгибе л/кг ПМК-75 возрасте, сут.

общий на 1 7 28 1 7 28 7 пену Расход синтанола 1 г/л раствора бишофита 0,65 0,10 72 216 193 41 101 108 1630 0,65 0,20 90 204 248 39 84 104 1610 0,80 0,20 120 176 176 33 60 72 1260 Расход синтанола 10 г/л раствора бишофита 0,80 0,20 40 69 65 19 35 42 1030 0,85 0,25 34 65 70 17 32 48 950 0,9 0,30 24 39 51 14 21 23 860 деления морозостойкости) и 150 мм (для определения теплопровод ности и водопроницаемости). Образцы изготовляли методом «сухой»

минерализации, состав – оптимальный, согласно проведенным иссле дованиям. Определение морозостойкости проводилось в соответствии с ГОСТ 25485 – 89 [20]. Часть образцов была испытана после 15 цик лов «замораживание – оттаивание», остальные – после 25 циклов. Ре зультаты испытаний приведены в табл. 26 (верхняя строчка для об разцов одинаковой плотности соответствует 15 циклам «заморажива ние – оттаивание», нижняя – 25 циклам).

Таблица Результаты испытаний образцов пенобетона на основе магнезиального цемента на морозостойкость Средняя плот- Потеря, % Характеристика внешнего вида об ность образ- разцов прочности массы цов, кг/м при сжатии 460 8,52 4,55 Шелушение граней 9,50 4,95 Шелушение граней и единичные ра ковины до 5 мм 800 11,31 4,25 Шелушение граней 12,06 4,81 Шелушение граней 1100 7,51 3,52 Без изменений 8,40 4,6 Единичные раковины до 2 мм Полученные данные однозначно свидетельствуют, что пенобетон полностью отвечает требованиям стандарта по морозостойкости.

Определение водопроницаемости пенобетона выполнялось в ла боратории АО «Железобетон – 5». Установлено, что образцы пенобе тона, изготовленные на основе магнезиального цемента по предло женной технологии, плотностью 1080 – 1116 кг/м3 имеют марку по водопроницаемости W2 согласно ГОСТ 12730.5 – 84 [21].

Измерение теплопроводности пенобетона проводили в лаборато рии кафедры дорожных и строительных материалов СибАДИ на ус тановке для измерения теплопроводности ИТ-1, применение которой предусмотрено ГОСТ 7076 – 87 [22]. Диапазон измерения составил от 0,04 до 1,00 Вт/м·град.

Подготовка образцов к испытаниям по теплопроводности включает в себя:

1) высушивание образцов до постоянной массы при 105±5 оС;

2) определение плотности высушенных образцов;

3) образование в каждом образце отверстия, соответствующего длине и диаметру зонда;

4) термостатирование образца в пассивном термостате из пено полистирола в течение 2 часов.

Для получения достоверных данных для каждого образца проводи ли по два измерения. Результаты испытаний представлены в табл. 27.

Таблица Теплопроводность образцов пенобетона на основе магнезиального цемента разной плотности Плотность, кг/м3 Коэффициент теплопроводности образца, Вт/м·град сухого При влажности 8% 500 0,143 0, 900 0,265 0, 1100 0,407 0, Полученные результаты свидетельствуют, что полученный мате риал соответствует требованиям к ячеистым бетонам конструкцион но-теплоизоляционного и конструкционного назначения в пределах допускаемых отклонений по п.1.3.6. ГОСТ 25485 – 89 [20].

5.5. Свойства пенобетонов на основе магнезиального цемента В литературе [23] наибольшее внимание уделяется следующим свойствам пенобетонов: гигроскопичности, водопоглощению, проч ности, коэффициенту теплопроводности, огнестойкости, морозостой кости, объёмному весу и структуре материала.

Гигроскопичность теплоизоляционных материалов является ре шающим показателем в вопросах, связанных с применением таких материалов в жилищном и промышленном строительстве. Гигроско пичность материалов обусловлена адсорбцией и капиллярной конден сацией паров воды в порах материала. По сравнению с пенобетоном на основе портландцемента у пеномагнезита ожидается большая гиг роскопичность, так как в его состав входят водорастворимые соеди нения. Гигроскопичность строительных материалов на основе магне зиального цемента будет изменяться в зависимости от количества свободного хлорида магния, входящего в состав пеномагнезита. Осо бенно остро эта проблема встает в случае применения высокопла стичных растворов с большим избытком затворителя.

Предварительные исследования [23] гигроскопичности пеномаг незита на растворах хлорида и сульфата магния показали, что через суток гигроскопичность пеномагнезита, изготовленного с применени ем хлорида магния, составляла 4 – 6 %, и с применением сульфата магния – около 2,5 %. В табл. 28 и на рис. 19 приведены данные о гиг роскопичности пеномагнезита, затворенного растворами хлорида и сульфата магния одной и той же плотности (1,165 г/см3).

Таблица Гигроскопичность пеномагнезита в зависимости от состава вяжущего Состав Гигроскопичность в % к объёму через пеномагнезита 1 сутки 2 суток 3 суток 4 суток 5 суток 10 суток A – MgCl2 (1,165 г/см3) 2,1 2,63 3,4 4,4 5,5 10, B – MgCl2 (1,165 г/см ) 2,3 3,0 3,8 4,7 5,65 10, C – MgCl2 (1,165 г/см ) 1,3 1,8 2,45 3,2 3,8 5, C – MgSO4(1,165 г/см ) 0,99 1,3 1,65 2,1 2,5 3, Пеномагнезит отличался только вяжущим: серия А был получен на чистом магнезиальном вяжущем без добавок, серия В – на сме шанном вяжущем, в состав которого введен тонкомолотый кварцевый песок, серия С – также получен на смешанном вяжущем, в которое вводили 50 % тонкомолотого красного кирпича (цемянки).

Гигроскопичность определялась на кубиках пеномагнезита раз мерами 5 х 5 х 5 см, высушенных до постоянного веса перед помеще нием их в эксикатор с водой. Прирост веса кубиков определяли в ука занные сроки и относили к объему.

Рис.19. Зависимость гигроскопичности пеномагнезита от природы вяжущего и жидкости затворения Как следует из приведенных данных, гигроскопичность пеномаг незита зависит от вида соли, взятой для приготовления жидкости за творения. Пеномагнезит, полученный с помощью сульфата магния, обладает значительно меньшей гигроскопичностью. Очевидно также, что гигроскопичность материала зависит от вида тонкомолотых инертных добавок, вводимых в цемент для снижения расхода каусти ческого магнезита. Цемянка в данном случае даёт самые хорошие ре зультаты, значительно уменьшая гигроскопичность материала.

Были проведены исследования гигроскопичности на менее кон центрированных растворах хлорида и сульфата магния, а также на рас творе сульфата железа (плотность растворов составляла 1,13 г/см3).

Исследования проводили в течение двух месяцев. Сравнение прово дилось с пенобетоном на основе портландцемента. Результаты приве дены в табл. 29. Во всех образцах в качестве инертной добавки была взята цемянка. Все образцы имели один и тот же объёмный вес.

Пеномагнезит на сульфате железа имел менее однородную струк туру, так как сульфат – ион разрушающе действует на пену, особенно в случае с сульфатом железа.

Таблица Зависимость гигроскопичности пеномагнезита от вида затворителя Состав пеномагнезита Гигроскопичность в % к объёму через 4 су- 10 21 31 35 45 ток суток сутки сутки суток суток суток C – MgCl2 (1,13 г/см3) 6,52 8,97 10,75 12,65 13,11 14,21 15, C – MgSO4 (1,13 г/см ) 2,23 3,07 3,42 3,89 4,14 4,51 5, C – FeSO4 (1,13 г/см ) 3,00 3,46 3,86 4,47 - 4,62 5, Пенобетон на п/ц 2,02 3,06 4,27 5,08 5,32 5,90 6, Структура пеномагнезита на сульфате магния также менее одно родна по сравнению со структурой пеномагнезита на основе хлорида магния. Но гигроскопичность материалов на основе растворов суль фатов значительно ниже, чем на основе раствора хлорида магния и практически совпадает с гигроскопичностью пенобетона на основе портландцемента.

Дополнительно были проведены исследования зависимости гиг роскопичности пеномагнезита от концентрации растворов хлорида и сульфата магния. Они приведены в табл. 30.

Таблица Гигроскопичность пеномагнезита в зависимости от концентрации жидкости затворения Состав пеномагнезита Гигроскопичность в % к объёму через 4 су- 10 21 31 35 45 ток суток сутки сутки суток суток суток C – MgCl2 (1,13 г/см ) 6,52 8,97 10,75 12,65 13,11 14,21 15, C – MgCl2 (1,15 г/см ) 5,78 9,57 11,38 13,50 14,80 15,93 17, C – MgCl2 (1,165 г/см3) 5,64 10,39 12,66 14,19 14,50 15,74 17, C – MgSO4 (1,13 г/см3) 2,23 3,07 3,42 3,89 4,14 4,51 5, C – MgSO4 (1,15 г/см ) 2,23 3,72 4,45 5,04 5,32 5,69 6, C – MgSO4 (1,165 г/см ) 3,00 4,31 5,42 6,10 6,32 6,71 7, Очевидно, что с повышением концентрации гигроскопичность материала увеличивается независимо от вида затворителя.

Водопоглощение – полное насыщение водой материала при погру жении кубиков размером 5 х 5 х 5 см в воду. Определено [23], что водо поглощение пеномагнезита объёмного веса 400 – 500 кг/м3 изменяется в пределах от 17 до 25 объёмных %. Водопоглощение пеномагнезита зна чительно ниже, чем у других теплоизоляционных материалов и прибли зительно такое же, как у пенобетона на основе портландцемента.

Прочность определяли как сопротивление сжатию кубиков пено магнезита размером 5 х 5 х 5 см. Прочность пеномагнезита плотно стью 400 – 500 кг/м3, изготовленного на основе каустического магне зита нормального обжига, достигает 40 кг/см2. При этом расход кау стического магнезита можно снизить, заменяя его тонкомолотыми инертными добавками. Исследования показали [23], что расход кау стического магнезита может быть снижен до 90 кг/м3, то есть в произ водстве пеномагнезита может применяться смешанное вяжущее, со держащее всего 25 % каустического магнезита. В табл. 31 приведены данные испытаний на прочность при сжатии пеномагнезита плотно стью 400 – 450 кг/м3, полученного на основе каустического магнезита с добавлением цемянки и затворенного раствором хлорида магния плотностью 1,13 г/см3. Для сравнения следует указать, что прочность при сжатии пенобетона на основе портландцемента с расходом вяжу щего 350 кг/м3 составляет 6 – 10 кг/см2, в среднем 8 кг/см2.

Таблица Зависимость прочности пеномагнезита от состава вяжущего Состав вяжущего Прочность при сжатии через 28 дней Отношение маг- Магнезит, Цемянка, Минимум, кг/см2 Максимум, кг/см незита к цемянке % % 1:0 100 0 30 1 : 0,5 67 33 18 1: 1 50 50 15 1:3 25 75 10 Прочность пеномагнезита зависит от дозировки раствора соли и ее концентрации. Нормальным соотношением в замесах с магнезитом и цемянкой между раствором соли и вяжущим следует считать 0,6 – 0,7. Это соотношение справедливо при использовании в качестве жидкости затворения раствора хлорида или сульфата магния. При уменьшении количества раствора соли в замесе прочность пеномагне зита резко снижается. Повышенный расход соли на прочность сказы вается в меньшей степени, но приводит к значительному повышению гигроскопичности пеномагнезита. В табл. 32 приводятся данные по влиянию концентрации раствора на прочность при сжатии образцов пеномагнезита плотностью 400 – 500 кг/м3 на смешанном вяжущем (каустический магнезит : цемянка = 1 : 0,5).

Таблица Прочность пеномагнезита при сжатии в зависимости от концентрации раствора соли Плотность раствора MgCl2, Прочность при сжатии в возрасте 28 сут, г/см3 кг/см 1,118 8 – 1,132 15 – 1,148 20 – 1.164 20 – 1,215 12 – Для пеномагнезита на растворах сульфатов магния и железа были получены аналогичные результаты [24, 25].

Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что мак симальная прочность пеномагнезита получается при использовании растворов хлорида или сульфата магния плотностью 1,15 – 1,16 г/см3.

В целях снижения гигроскопичности пеномагнезита можно приме нять растворы указанных солей плотностью 1,13 г/см3. Пеномагнезит наибольшей прочности получается на растворе хлорида магния, но он обладает повышенной гигроскопичностью.

Прочность пеномагнезита растет с повышением его объёмного веса. Так, при повышении объёмного веса от 400 до 600 кг/м3 проч ность пеномагнезита на смешанном вяжущем с цемянкой состава 1 : 0,5 увеличивается на 20 – 25 %.

На прочность материала большое влияние оказывает качество размола вяжущего и инертных добавок [26]. Применение грубо дисперсного каустического магнезита и цемянки приводит к резкому падению прочности пеномагнезита. При одинаковых условиях проч ность пеномагнезита на грубодисперсном вяжущем может снизиться на 50 % и больше.

Следует отметить, что тонкость помола компонентов смешанного вяжущего влияет и на технологию получения пеномагнезитных бло ков. В случае применения грубодисперсных материалов на нижней поверхности пеномагнезита образуется плотная корка, трудно под дающаяся удалению.

Для качественной оценки теплоизоляционных свойств материа лов определяют коэффициент теплопроводности – основной показа тель и решающий фактор при выборе толщины стен. Для испытаний были взяты три образца пеномагнезита: серии А – на чистом магнези альном цементе, серии В – с добавкой молотого кварцевого песка в количестве 50 % от веса каустического магнезита, серии С – с добав кой в тех же количествах цемянки. Все образцы получали затворени ем раствором хлорида магния плотностью 1,165 г/см3, плотность го товых образцов составляла 350 кг/м3. В табл. 33 приведены результа ты определения коэффициента теплопроводности для указанных средних температур.

Таблица Результаты определения коэффициента теплопроводности образцов пеномагнезита в зависимости от вида вяжущего Средняя температура, о С Коэффициент теплопро Состав пеномагнезита водности, A – MgCl2 (1,165 г/см ) 140,5 0, 97,0 0, 63,0 0, B – MgCl2 (1,165 г/см ) 139,5 0, 102,5 0, 62,3 0, C – MgCl2 (1,165 г/см ) 114,3 0, 74,3 0, 43,0 0, Полученные данные позволяют рассматривать пеномагнезит как материал с относительно высокими теплоизоляционными свойствами.

Для сравнения коэффициент теплопроводности пенобетона плотно стью 500 – 600 кг/м3 равен 0,11 – 0,12.

Огнестойкость пеномагнезита выше, чем пенобетона на порт ландцементе. Кристаллический гидроксохлорид магния, входящий в состав магнезиального цемента, разрушается при температурах, зна чительно более высоких чем соединения, входящие в состав порт ландцемента. Уже при повышении температуры свыше 100 оС проч ность пенобетона на основе портландцемента резко снижается, а прочность пеномагнезита остается неизменной. Некоторое снижение прочности при сжатии наблюдается при температурах выше 200 оС, и только при нагревании выше 300 оС пеномагнезит начинает разру шаться. В табл. 34 приводятся данные прочности при сжатии пено магнезита различного состава после нагревания.

Таблица Изменение прочности при сжатии пеномагнезита после нагревания Состав пеномагнезита Прочность при сжатии, кг/см2 после нагрева до темпе ратуры, о С 100 200 А – MgCl2 (1,165 г/см ) 23,0 15,8 13, В – MgCl2 (1,165 г/см ) 11,0 10,5 7, С – MgCl2 (1,165 г/см ) 18,3 18,6 16, В табл. 35 показана прочность пеномагнезита при сжатии после нагревания в процентах по сравнению с прочностью пеномагнезита при нормальной температуре.

Таблица Прочность пеномагнезита при сжатии после нагревания в процентах к прочности ненагретых образцов Состав пеномагнезита Прочность пеномагнезита при сжатии после нагрева в % к прочности образцов при нормальной температуре, о С 100 200 250 300 А – MgCl2 (1,165 г/см ) 100 89 - 50 С – MgCl2 (1,165 г/см3) 100 100 90,5 75 В табл. 36 приведены потери при прокаливании пеномагнезита при различных температурах в процентах от веса исходного образца.

Таблица Потери при прокаливании пеномагнезита в процентах от веса образца Состав пеномагнезита Потери при прокаливании, % от веса образца при температуре нагрева, о С 130 160 175 200 А – MgCl2 (1,165 г/см ) 0,90 1,85 2,50 4,37 4, С – MgCl2 (1,165 г/см ) 0,40 0,66 1,23 3,64 4, В – MgCl2 (1,165 г/см ) 0,13 1,40 2,90 3,71 3, Незначительные потери при прокаливании при температурах до о 300 С являются дополнительным доказательством высокой термо стойкости пеномагнезита. В целом пеномагнезит следует рассматри вать как более огнестойкий материал, чем пенобетон на основе порт ландцемента. Объёмный вес (плотность) материалов ячеистой струк туры – один из основных показателей при оценке их изоляционных свойств. Плотность конструктивно-изоляционных материалов колеб лется от 10 до 1200 кг/м3. Высокие вяжущие свойства магнезиального цемента позволяют получить достаточно прочный материал незначи тельного объёмного веса. Пеномагнезит, как и пенобетон на основе портландцемента, по размерам ячеек может классифицироваться на мелкоячеистый 200 – 300 яч./см2, среднеячеистый 100 – 150 яч./см2 и крупноячеистый 25 – 50 яч./см2.

Морозостойкость пеномагнезита – основное условие его приме нения в качестве изоляционного материала вообще, и в таких соору жениях как холодильники, в особенности. Пеномагнезит, изготовлен ный на растворе хлорида магния, не показал признаков разрушения после 15-кратного замораживания и оттаивания. Образцы, изготов ленные на растворе сульфата магния, после 15-кратного заморажива ния также не разрушились, однако углы у кубиков начали крошиться.

Это объясняется тем, что пеномагнезит представляет собой материал с замкнутыми порами. Преобладание кристаллических форм соедине ний, входящих в состав магнезиального цемента, дает основание предполагать, что пеномагнезит будет более устойчивым в эксплуа тации материалом, чем пенобетон на основе портландцемента.

Следует отметить ещё некоторые положительные свойства пено магнезита. Высокие пластические свойства магнезиального цемента позволяют получать сложные фасонные детали с незначительными допусками, например, сегменты для изоляции трубопроводов. Можно предположить, что пеномагнезит будет обладать и хорошими звуко изоляционными свойствами.

5.6. Пути повышения водостойкости пенобетона на основе магнезиального цемента Серьезными недостатками пенобетонов на основе магнезиально го цемента, имеющим плотность 500 – 800 кг/м3, является низкая во достойкость, повышенная сорбционная влажность. Причина указан ных недостатков заключается в том, что в обычных условиях гидро ксохлорид магния кристаллизуется в форме пентаоксихлорида, обла дающего относительно высокой растворимостью в воде. Водостой кость уменьшается также вследствие наличия в системе свободного хлорида магния, избыток которого требуется для обеспечения необ ходимой скорости растворения и гидратации каустического магнези та. Присутствие в магнезиальном бетоне хлорида магния, обладающе го повышенной гигроскопичностью, сильно увеличивает и сорбцион ную влажность изделий.

Изучалось три способа повышения водостойкости. По первому способу создаются условия, при которых в период твердения образу ется преимущественно не обычный пентаоксихлорид, а триоксихло рид магния, обладающий повышенной стойкостью по отношению к воде и многим агрессивным средам. В процессе образования триокис хлорида магния связывается в 1,8 раза больше хлорида магния, чем при образовании пентаоксихлорида, что должно положительно ска зываться на снижении сорбционной влажности. Преимущественное образование триоксихлорида магния происходит при введении в бе тон природных минералов, содержащих силикаты или гидроксид маг ния, а также цеолиты.

Второй способ – введение в состав магнезиального бетона активного кремнезема, например, аморфизированного микрокремнезема. Это приво дит к частичному и даже полному связыванию избыточного хлорида маг ния за счет образования силикатов магния на поверхности частиц добавки.

Третий способ связан либо с заполнением пор плотным материа лом, например, нерастворимым гидроксидом железа или меди, гелем кремниевой кислоты или фурановой смолой, либо с образованием гидрофобных пленок, прочно связанных со стенками пор, например, из кремнийорганических полимеров ГКЖ-11 или 136-57. В этом ва рианте представляют интерес составы типа «Пенетрон» и «Ксайпекс», создающие «кристаллизационный барьер» в ячеистом бетоне, а также клеевые минеральные композиции на основе жидкого стекла (КМК).

При реализации описанных способов повышения водостойкости всегда наблюдается снижение сорбционной влажности и увеличение прочности магнезиального бетона.

5.7. Свойства модифицированного цемянкой пенобетона Неавтоклавный пенобетон на основе магнезиального цемента превосходит свой аналог на основе портландцемента по механиче ским и теплотехническим характеристикам. Но, как показали прове денные в СибАДИ исследования [19], единственным путем (при ис пользовании доступных ПАВ и стабилизаторов пены) получения пе нобетонов на основе каустического магнезита плотностью 500 – 550 кг/м3 является увеличение объёма раствора бишофита, который одновременно служит жидкостью затворения вяжущего и средой пе нообразующего раствора. Следствием этого будет неизбежное избы точное содержание свободного бишофита в готовом бетоне. Введение таких заполнителей как цемянка и зола-унос не приводит к полному связыванию свободного бишофита, но повышает прочность и водо стойкость бетона. Наиболее выражен этот эффект при введении це мянки. При ее содержании в пределах 15 – 30 % прочность бетона больше, чем без цемянки.

Для нейтрализации вредного влияния избыточного бишофита на свойства пенобетона решено было испытать описанный А.П. Вагано вым приём [3]: вымывание из затвердевшего материала избыточного бишофита водой путем замачивания его на некоторое время. Влияние расхода раствора бишофита на прочность пенобетона на основе кау стического магнезита с цемянкой и без нее изучалось на более чем 300 образцах. В табл. 37 приведены результаты этих исследований.

Таблица Прочность при сжатии пенобетона, полученного с использованием различ ных количеств раствора затворителя – бишофита плотностью 1200 кг/м3 при содержании цемянки 25 % Расход раствора бишофита Плотность образ- Прочность при цов, кг/м сжатии в возрасте л/кг ПМК-75 л/кг сухой смеси 3 суток, кгс/см 0,810 0,65 850 58, 0,875 0,70 730 41, 1,100 0,88 630 25, 1,250 1,00 520 12, 1,375 1,10 480 7, 1,500 1.20 420 6, При большом расходе бишофита введение цемянки не предот вращает снижение прочности пенобетона.

Результаты восьми серий эксперимента были обобщены, они приводятся на рис. 20. Кривая 1 отражает зависимость прочности от плотности пенобетона в возрасте 28 суток для образцов естественного твердения, а кривая 2 – для образцов, высушенных после вымачива ния. Оказалось, что независимо от наличия цемянки точки укладыва ются достаточно хорошо на одну кривую.

Общая закономерность – уменьшение прочности при снижении плотности, вызвана в том числе и расклинивающим действием кри сталлизующегося из рассола свободного бишофита. Вымачивание об разцов проводилось до 3 суток, сушка до постоянной массы – при температуре до 120 оС.


Хорошо видно, что выма чивание приводит не только к значительному снижению плотности (см.

табл. 38), но и к резкому упрочнению пенобетона – до 50 %. Все точки кривой 2 расположены выше то чек на кривой 1 при оди наковой плотности. Это свидетельствует о том, что удаление избыточного - бишофита не только сни мает дополнительное на пряжение в матрице, но и указывает на появление новой структуры, отлич ной от прежней. На рис.

21 показано влияние рас хода бишофита на плот ность, пористость и водо поглощение пенобетона.

. Рис. 20. Зависимость прочности пеномагнези- Из рис. 21 и табл. 38 следу. та от его плотности: 1 – образцы естественого ет что плотность, общая по.

. твердения;

2 – образцы, высушенные после ристость и водопоглощение. главным образом определя вымачивания ются расходом бишофита. Пористость пенобетона на основе каусти ческого магнезита на 70 – 80 % является открытой. Данные свойства практически не изменяются от содержания цемянки в широких пределах.

Общую пористость и объём закрытых пор вычисляли на основе величины водопоглощения, определенной по ГОСТ 17177-87, по ме тодике, предложенной А.М. Сизиковым [27]. Для всех образцов, кро ме прочности, плотности и водопоглощения, определялась сорбцион ная влажность. Результаты приведены в табл. 39.

Таблица Зависимость плотности, пористости и водопоглощения пенобетона от содержания цемянки при постоянном расходе бишофита Содержание Плотность образцов, кг/м3 Водопогло- Пористость сухого цемянки, щение, % пенобетона, % масс.% от нормальный мытый и вы- общая закрытая ПМК-75 сушенный Расход раствора бишофита – 550 мл/кг сухой смеси 0 950 924 37,3 48,6 14, 20 1010 906 36,2 49,6 16, 30 1040 987 30,8 45,1 13, 50 1060 997 32,3 44,6 12, 60 980 875 29,2 51,3 25, 80 970 824 41,8 54,1 19, 100 1020 936 33,8 47,9 16, Расход раствора бишофита – 1100 мл/кг сухой смеси 0 530 470 104 73,8 25, 11 510 457 105 74,5 26, 25 490 441 104 75,4 29, 43 520 510 104 70,9 18, 67 420 396 91 78,0 41, 150 470 457 104 74,9 27, Таблица Сорбционная влажность пенобетона плотностью 470 – 530 кг/м Содержание Расход Сорбционная влажность, масс. %, об- Содержание цемянки, раствора разцов при относительной влажности свободного масс. % от бишофита, воздуха, % бишофита, ПМК-75 мл/кг масс.% 60 ПМК-75 норм. мытый норм. мытый 0 1100 9,0 3,6 15,0 8,7 26, 11,0 1200 10,1 3,6 15,6 7,8 28, 25,0 1375 9,7 3,8 15,2 10,6 31, 43,0 1570 11,9 3,8 16,4 9,9 34, 67,0 1830 12,3 3,7 17,3 8,1 36, 150,0 2750 12,8 4,1 18,1 10,1 41, 400,0 5500 17,3 3,7 24,0 8,7 47, 60,0 8800 6,6 - 12,0 - 13, 80,0 990 8,4 - 13,6 - 20, Видно, что сорбционная влажность не зависит от содержания це мянки, а определяется расходом бишофита в расчете на массу ПМК 75, а не на массу сухой смеси. Было рассчитано содержание свобод ного бишофита в пенобетоне при нескольких значениях отношения объёма бишофита к массе ПМК-75 в предположении, что именно этому отношению соответствует количество необратимо связывае мого бишофи та. На рис. представлена зависимость сорбционной влажности пе номагнезита от содержания свободного бишофита в расчете на раствор плотно стью 1200 кг/м3.

Нулевому со держанию би шофита соот ветствует сор бционная влаж ность мытых, а затем высу шенных об разцов пено магнезит а.

. Рис. 21. Влияние расхода бишофита на плотность, (табл. 39). В предположении, пористость и водопоглощение пеномагнезита что бишофит (1 – плотность образцов без цемянки, 2 – плот полностью свя ность образцов с добавлением 25 % цемянки, зывается в пе 1– водопоглощение образцов без цемянки, 2 – во номагнезите при допоглощение образцов с добавлением 25 % це егорасходе 0,55 л/кг цемянки, 1по – общая пористость образцов без ПМК-75, зави без цемянки, 2по – общая пористость образцов симость сорбци с добавлением 25 % цемянки, 1пз – закрытая пори оной влажно стость образцов без цемянки, 2 пз – закрытая по сти от содер ристость образцов с добавлением 25 % цемянки жания свободного бишофита имеет линейный харак тер, что соответ ствует механизму процесса. Сорб ционная влаж ность, обуслов ленная бишофи том, полностью устраняется вы мыванием его во дой. В табл. представлены ре зультаты измере ния коэффициен тов теплопровод ности сухого пе нобетона с со держанием це мянки 20% от массы ПМК-75.

Сравнение данных Рис. 22. Зависимость сорбционной влажности пеномаг табл. 27 и 40 пока- незита от содержания свободного бишофита в расчете на раствор плотностью 1200 кг/м3. 1 – при относитель зывает, что наблю дается небольшое ной влажности воздуха 60%, 2 – при относительной возрастание коэф- влажности воздуха 97% фициента теплопроводности при переходе от пенобетона без запол нителя к пенобетону с цемянкой. Видимо, это связано с проникнове нием в межпоровое пространство оксихлоридмагнезиальной основы довольно крупных (до 0,3 мм) плотных частиц цемянки.

Таблица Теплопроводность пенобетона на основе каустического магнезита Плотность, кг/м3 436 550 - 580 Коэффициент теп- мытый нормальный нормальный лопроводности, 0,146 0,162 0, Вт/м·град Усадка магнезиального бетона при сушке была изучена на плот ных и поризованных образцах с различным содержанием цемянки и золы. Установлено, что усадка плотного магнезиального бетона со ставляет: без наполнителя – 0,75 – 1,23 %;

с добавкой циклонной золы – 1,73 – 2,26 %;

с добавкой электрофильтровой золы – 0,25 – 0,5 %;

с добавкой цемянки менее 0,05 %. Показано также, что усадка магнези альных бетонов с добавкой золы и цемянки не зависит от расхода рас твора бишофита в интервале 0,55 – 1,2 л/кг смеси и содержания до бавки в интервале 5 – 30 %. Пенобетон на основе магнезиального це мента всех составов имеет усадку менее 0,05 %.

В лаборатории кафедры строительных конструкций СибАДИ были определены кубиковая и призменная прочность, а также модуль упругости. Образцы для испытания – призмы размером 150 х 150 х 600 мм и кубы с ребром 150 мм трех марок по плотности в возрасте 7 суток. Определение призменной прочности и начального модуля упругости выполнялось в соответствии с требованиями ГОСТ 24452 80 [28]. Испытания проводили на гидравлическом прессе, величину нагрузки определяли по шкале 50 тс (возможные отклонения созда ваемого давления при малых нагрузках – не более 5 %).

Измерение продольных деформаций проводили с помощью ин дикатора часового типа с точностью деления 0,001 мм. Результаты испытаний приведены в табл. 41.

Таблица Механические свойства пенобетона Марка по Кубиковая прочность, Призменная прочность, Начальный кгс/см2, в возрасте, сут средней кгс/см, в возрасте, сут модуль уп плотности ругости, 7 28 7 кгс/см Д400 8,0 9,1 6,9 7,9 Д550 22,0 25,1 20,0 22,8 Д800 33,0 37,6 30,0 34,2 На основании анализа результатов испытаний можно сделать вы вод о соответствии характеристик пенобетона нормам проектирова ния СНиП 2.03.01-84 [29] для ячеистых неавтоклавных бетонов клас сов В 2,5 (М 35) для Д 800 и В 2 (М 25) для Д 550.

Если вместо ПМК-75 взять вяжущее с более высоким содержани ем активной окиси магния, прочностные показатели будут сущест венно выше. На основании проведенных исследований были получе ны патенты на изобретение пенобетона на магнезиальном вяжущем [30] и газобетона [31].

6. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ БЕТОНОВ 6.1. Исходные материалы и требования к ним Результаты изложенных выше исследований позволяют сформу лировать общие требования к исходным материалам для производства магнезиальных бетонов. Решающая роль в обеспечении прочности материала принадлежит каустическому магнезиту. На прочность ма териала большее влияние оказывают температура и продолжитель ность обжига сырья, тонкость его помола, содержание же в нем окси да магния имеет меньшее значение. Степень обжига контролируется удельным весом и потерями при прокаливании, тонкость помола – набором стандартных сит. Для каустического магнезита нормального обжига удельный вес колеблется от 3,20 до 3,45, потери при прокали вании – от 4 до 8 %. Тонкость помола, при которой каустический маг незит нормального обжига дает цемент высокой прочности, должна быть не ниже следующих показателей: остаток на сите 900 отв./см2 не больше 2 %, проход через сито 4900 отв./см2 не менее 80 %. Удельный вес и потери при прокаливании каустического магнезита могут изме няться в зависимости от минералогического состава природного магне зита. Прочность при сжатии для образцов состава 1 часть каустического магнезита и 3 части кварцевого песка при концентрации раствора хло рида магния 25 % в возрасте 28 суток колеблется от 600 до 1000 кг/см2.

Сложнее обстоит вопрос с качественной оценкой кальциниро ванного каустического магнезита, представляющего отход от обжига магнезита на металлургический порошок во вращающихся печах. Эти отходы в виде пыли скапливаются в пылевых камерах вращающихся печей и в мультициклонах, улавливающих пыль топочных газов пе чей. Активность пыли колеблется от 150 до 350 кг/см2, а пыли из мультициклонов – ещё выше. Для правильной качественной оценки сырья, получаемого из отходов, необходимо провести анализ всех данных, включая содержание свободной и связанной влаги с обяза тельным проведением механических испытаний.

При производстве пенобетона основным условием для обеспече ния нормальных качеств и однородной структуры пеномагнезита яв ляется пластичность пеномассы и время схватывания. Для обеспече ния хороших показателей дисперсность пыли должна быть как можно больше, размол пыли повышает ее вяжущие свойства и сокращает сроки схватывания.

Требование к инертным добавкам состоит в том, что тонкость их помола должна быть не хуже, чем каустического магнезита. Показана возможность замены до 50 % вяжущего тонкомолотой цемянкой. Ве роятно, цемянка не является абсолютно инертной добавкой, имеет ме сто взаимодействие между оксидом кремния, входящим в состав це мянки, и продуктами твердения магнезиального цемента, что положи тельно сказывается на прочности материала.


В качестве сырья может применяться и каустический доломит.

Его можно рассматривать как смешанное вяжущее, состоящее из ак тивной части – оксида магния (около 20 %), и инертной добавки в ви де карбоната кальция (в пределах 80 %). Месторождения доломита более распространены, чем месторождения магнезита, и отличаются большей мощностью. Пенобетон на основе вяжущего, полученного обжигом доломита, по прочности приближается к пеномагнезиту с содержанием в вяжущем 25 % каустического магнезита. Прочность при сжатии образцов плотностью 400 – 500 кг/м3 на растворе сульфа та магния в возрасте 28 суток составила от 10 до 15 кг/см2. Требова ния к каустическому доломиту следующие: время схватывания незна чительное, начало схватывания – не более 1 часа. Тонкость помола должна быть высокой, остаток на сите 900 отв./см2 не более 1 %, про ход через сито 4900 отв./см2 не менее 85 %. Прочность при растяже нии – не более 18 кг/см2, при сжатии – не менее 200 кг/см2 для образ цов в возрасте 28 суток. Механические испытания проводятся так же, как и для образцов из каустического магнезита в составах 1 : 3 с квар цевым песком на растворе хлорида магния плотностью 1,165 г/см3.

Содержание оксида магния в доломите должно быть не менее 18 %.

свободного оксида кальция – не более 2,5 %, потери при прокалива нии – от 30 до 35 %. Вяжущие свойства каустического доломита мо гут быть значительно повышены добавкой каустического магнезита в количестве 5 % от веса доломита.

При выборе раствора для затворения цемента следует учитывать, что соли натрия и калия понижают прочность магнезиального цемен та и повышают его гигроскопичность. Для отделения хлоридов на трия и калия из сырья вначале получают раствор высокой плотности не ниже 1,25 г/см3, затем отделяют осадок, после чего готовят раствор рабочей концентрации.

6.2. Основные процессы производства пеномагнезита Производство пенобетона на основе магнезиального цемента аналогично производству пенобетона на основе портландцемента.

Опыт производства ксилолита в Омском ТОО «АВЭ» подтвердил возможность использования обычного смесительного оборудования при работе с магнезиальными вяжущими и растворами хлоридов маг ния при условии соблюдения некоторых технологических приемов.

Разработаны технические условия на производство стеновых блоков из ячеистого бетона на основе магнезиального вяжущего [32]. Ниже предлагается первый вариант объединенной технологической схемы, в которой заложены следующие условия:

- предприятие предназначено для выпуска изделий как из плотно го, так и из ячеистого магнезиальных бетонов;

- оба вида бетона могут выпускаться как поочередно, так и одно временно – при условии устройства промежуточных ёмкостей для компонентов;

- схема должна обеспечивать минимальную численность обслужи вающего персонала и минимизацию количества единиц оборудования.

Предложенная объединённая технологическая схема (рис. 23) дос таточно проста и удовлетворяет перечисленным условиям. Специаль ными устройствами являются пеногенератор – смеситель и пенобето нонасос, которые выпускаются отечественными машиностроительны ми предприятиями. Специальное оборудование для неавтоклавных ячеистых бетонов может быть сконструировано и изготовлено в корот кие сроки на машиностроительных предприятиях города Омска.

Предложенный вариант технологической схемы учитывает преиму щества производства магнезиальных бетонов по сравнению с технологи ей плотных и ячеистых бетонов на основе портландцемента. Вследствие высокой пластичности плотного магнезиального бетона и подвижности пеномагнезиальной смеси отпадает необходимость в вибростендах и других устройствах для уплотнения смесей при формовании изделий.

Имеется возможность использования в качестве затворителей и заполни телей широкого круга материалов, включая промотходы.

Тепловая обработка магнезиальных бетонов при твердении не только не требуется, но в ряде случаев вредна. Нарастание прочности пеномагнезита при нормальной температуре и влажности воздуха можно характеризовать следующими цифрами [23]: прочность при сжатии на 4 день составляет 10 – 15 кг/см2, на 7 день – 15 – 20 кг/см2, на день – 20 – 35 кг/см2. Эта прочность относится к пеномагнезиту плотностью 400 – 600 кг/м3 состава одна часть каустического магнезита и 0,5 частей це мянки. На рис. 24 показана потеря веса пеномагнезитом при его твердении.

Рис. 24. Потеря веса пеномагнезитом при его твердении в зависимости от природы и плотности жидкости затворения В пеномагнезите на растворе хлорида магния удаление воды заканчи вается через 8 – 10 дней, на растворе сульфата магния – позже. Прочность пеномагнезита продолжает нарастать длительное время. Установлено, что нарастание прочности при сжатии продолжается до года. В табл. 42 при ведены оптимальные составы магнезиальных бетонов различного назна чения. В колонке, где приводится расход бишофита, в числителе указана масса раствора в килограммах, а в знаменателе – объём в литрах.

Производство магнезиального бетона не лишено недостатков, кото рые для успешного достижения цели необходимо учитывать. Вследствие высокой адгезии магнезиальных бетонов к различным материалам необ ходима тщательная подготовка внутренней поверхности стенок форм, на пример, обработка вязкими маслами или лаками для предотвращения прилипания бетона к стенкам. При изготовлении пенобетонной смеси в пеногенераторе – смесителе наблюдается интенсивное пыление, поэтому система пылезащиты требует серьезной проработки. Высокая подвиж ность (текучесть) пеномагнезиальной смеси требует при формировании изделий хорошей герметизации форм во избежание протекания смеси.

Таблица Оптимальные составы магнезиальных бетонов различного назначения Расход компонентов на 1 м3 бетона Прочность Плотность, кг/м при сжа- ПМК- Цемянка, Раствор Синтанол, Клей тии, 75, кг кг бишофита кг МЦ, кг кгс/см плотностью 1,2 г/см Плотный магнезиальный бетон для внутренних конструктивных элементов 400 1900 1068 - 832/694 - Плотный магнезиальный бетон повышенной водостойкости (наружный облицо вочный слой, облицовочная плитка, черепица) 415 1750 706 423 621/518 - Пенобетон для наружных стен (защита от воздействия влаги обязательна) 35 500 214 - 233/234 2,3 0, Пенобетон для внутренних стен и устройства оснований теплых полов 130 1100 609 - 408/407 2,4 0, С.И. Килессо и А.В. Иванова [23] показали, что для ускорения процесса твердения пеномагнезита целесообразно применять метод горячего замеса. Он за ключается в предварительном нагреве раствора соли до температуры 50 – 60 оС.

При затворении вяжущего горячим раствором соли повышается гомогенность пеномассы и ее пластичность, что позволяет несколько уменьшить расход соли.

Этот метод был проверен на магнезиальных растворах с кварцевым песком соста ва 1 : 3. Прочность при сжатии на вторые сутки для образцов, изготовленных ме тодом горячего замеса, на 40 – 50 % превышала прочность образцов, изготовлен ных обычным способом. Результаты эксперимента приведены в табл. 43.

Таблица Сравнительные результаты испытания образцов пеномагнезита, изготовленных методом горячего замеса и стандартным методом, на прочность при сжатии Прочность при сжатии, кг/см Номер Возраст образцов, Прирост 20оС 60оС опыта сут. прочности, % 1 4 15,2 21,8 7 22,0 32,2 28 28,0 40,0 2 4 10,5 14,0 7 14,0 18,9 28 19,7 27,3 3 4 3,1 6,8 7 5,3 9,4 28 6,5 14,5 Пеномагнезит во втором опыте отличался меньшим удельным весом. В третьем опыте пеномагнезит был получен из грубодисперсного сырья (проход через сито 4900 отв./см2 составил всего 40 %). Эти исследования доказали, что твердение пеномагнезита может быть ускорено методом горячего замеса, что легко осуществить в условиях строительной площадки. Этот метод позволяет в короткие сроки получить материал высокой прочности, при этом прочность повышается не только на начальные, но и на конечные сроки твердения.

ВЫВОДЫ 1. Исследование физико-механических свойств бетонов на магнези альных вяжущих показало, что по ряду свойств они превосходят плотные и ячеистые бетоны на основе портландцемента.

2. Россия располагает источниками сырья, способными обеспечить организацию производства изделий на основе магнезиальных вя жущих любой производительности в любой части страны.

3. Режим обжига сырья следует выбирать в зависимости от его при роды. Обязательным условием является тонкий помол продукта.

В случае длительного хранения обожженного продукта для по вышения его активности следует проводить дополнительный об жиг при 400 оС в течение 1 часа.

4. В процессе производства бетонов на основе каустического магнези та часть вяжущего (до 75 %) может быть заменена тонкомолотыми инертными добавками, в частности, золой-унос или цемянкой.

5. Добавление цемянки приводит к снижению водопоглощения материала.

6. В производстве пеномагнезита в качестве пенообразователя может быть рекомендован синтанол, стабилизатор пены – обойный клей МЦ.

7. Повысить водостойкость пеномагнезита можно путем замачива ния изделий с их последующим высушиванием. При этом проис ходит вымывание избыточного свободного хлорида магния.

8. Увеличить скорость твердения пеномагнезита можно методом го рячего замеса, который заключается в нагревании раствора соли.

9. Определены оптимальные соотношения компонентов для изго товления плотного и ячеистого магнезиальных бетонов.

10. Получены патенты на изобретение пенобетона и газобетона на основе магнезиального вяжущего. Предложена технологическая схема производства бетонов на магнезиальном вяжущем.

11. Разработаны технические условия для производства стеновых блоков из ячеистого бетона на основе магнезиального вяжущего.

Библиографический список 1. Хорошавин Л.Б. Магнезиальные бетоны. М.: Металлургия, 1990. 168 с.

2. Крамар.Л.Я. Теоретические основы и технология магнезиальных вя жущих и материалов: автореф. дис….д-ра наук. Челябинск: Изд-во Южно Уральского государственного университета, 2007. 42 с.

3. Ваганов А.П. Ксилолит (производство и применение). Л.–М.: Государ ственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строитель ным материалам, 1959. 90 с.

4.ОСТ 14 – 22 – 195 – 86.

5. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества: учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1986. 464 с.

6. Килессо С.И. Декоративный бетон в архитектуре. М.: Изд-во академии архитектуры СССР, 1941. 79 с.

7. Отделочные работы и материалы в скоростном строительстве. М.: Изд во «Архитектура СССР». 1938. №12.

8. Байков А.А. Каустический магнезит, его свойства и отвердевание: из ме таллургической лаборатории Санкт-Петербургского политехнического института // Журнал Русского металлургического общества. Л., 1913. №3. Ч.1. С. 311 – 334.

9. Байков А.А. Теория твердения цементных растворов // Строительные материалы. Под ред. В.А. Кинд. Л.: 1931. С. 7 – 22.

10. Байков А.А. Избранные труды. М.: Металлургиздат, 1961. 328 с.

11. Кузнецов А.М. Технология вяжущих веществ и изделий из них. М.:

Высш. шк. 1963. 455 с.

12. Черных Т.И. Магнезиальные вяжущие из бруситовой породы Кульдур ского месторождения: дис. канд….тех. наук. Челябинск, 2005. 158 с.

13. Легостаева Н.В. Магнезиальные вяжущие и изделия на их основе из маг незитов Савинского месторождения: автореф. дис…канд. наук. Томск, 2006. 20 с.

14. Леонтьев И.В.. Крамар Л.Я., Королев А.С., Трофимов Б.Я., Бара нов Р.С. Композиция на основе магнезиального вяжущего. Патент РФ RU 2246364, 2001.

15. Исследования по повышению долговечности бетонов на магнезиаль ных вяжущих. Исследование составов, свойств и технологии изготовления пе номагнезита //Отчет о научно-исследовательской работе по договору № 6 – СибАДИ. Погребинский Г.М., Сизиков А.М. и др. Омск, 1996. 47 с.

16. Сахаров Г.П., Стрельбицкий В.П. Тенденции развития технологии и улучшения свойств поробетона //Промышленное и гражданское строительство.

2001. № 9.

17. Румянцев Б.М., Критарасов Д.С., Зудяев Е.А. Технология и оборудова ние для производства пенобетонов методом сухой минерализации пены //Строительные материалы, оборудование и технологии ХХI века. 1999. № 3-4.

18. Кучма М.И. Поверхностно-активные вещества в дорожном строитель стве. М.: Транспорт, 1980. 191 с.

19. Исследование эксплуатационных свойств пеномагнезита //Отчет о на учно-исследовательской работе по договору № 37 – 96 СибАДИ. Погребинский Г.М., Сизиков А.М. и др. Омск, 1997. 30 с.

20. ГОСТ 25485 – 89. Бетоны ячеистые. Технические условия.

21. ГОСТ 12730.5 – 84. Бетоны. Методы определения водонепроницаемости.

22. ГОСТ 7076 – 87. Материалы и изделия строительные. Метод опреде ления теплопроводности.

23. Килессо С.И., Иванова А.В. Пеномагнезит, его свойства и технология производства. г. Перово: Изд-во Министерства коммунального хоз-ва РСФСР, 1947. 30 с.

24. Плеханова Т.А. Магнезиальные композиционные материалы, модифици рованные сульфатными добавками: автореф. дис….канд. наук. Казань, 2005. 22 с.

25. Яковлев Г.И., Плеханова Т.А., Лопаткин И.Г., Керене Я. Магнезиальное вяжущее, модифицированное сульфатными добавками. URL http//www.jdsmt.ru /docs/18/18.php. (дата обращения: июль 2008 г.) 26. Неберкутина Е.А. Влияние минерального состава на прочность магнези альных композиций // Семинар – совещание ученых, преподавателей и ведущих специалистов, работающих в области технологии керамики и огнеупоров, дизайна керамических изделий «Технология керамики и огнеупоров». Белгород, 2006.

27. ГОСТ 17177 – 87. Материалы и изделия теплоизоляционные. Методы контроля.

28. ГОСТ 24452 – 80. Бетоны. Методы определения призменной прочно сти, модуля упругости и коэффициента Пуассона.

29. СНиП 2.03.01 – 84. Бетонные и железобетонные конструкции.

30. Виноградов А.А., Воронин В.Н., Мякишев А.Н., Погребинский Г.М., Си зиков А.М., Тиль А.Г. и др. Патент № 2103242 «Пенобетон на магнезиальном вя жущем и способ его изготовления». С 04 В 38/10.

31. Воронин В.Н., Мякишев А.Н., Сизиков А.М., Хлестунов В.М. Патент № 2107675 «Газобетон». С 04 В 38/02, 28/30.

32. ТУ 5830 – 001 – 47117324 – 97 «Блоки стеновые мелкие из ячеистого бетона на основе магнезиального вяжущего». Разработчик А.М. Сизиков Содержание Введение………………………………………………………………………………. 1. Классификация магнезиальных бетонов ……………………………………….. 2. Основы химии твердения магнезиальных вяжущих………………………….. 3. Сырье для производства магнезиальных вяжущих…………………………… 3.1.Магнезит – основное сырье для получения магнезиального цемента………. 3.2.Доломит, бруситовый мрамор, змеевики и серпентины……………………... 3.3.Основные этапы переработки сырья………………………………………… 3.4.Использование отходов производства в качестве сырья для получения магнезиального цемента……………………………………………………….. 3.5.Сырье для жидкости затворения………………………………………………. 3.6.Сырье для заполнителей……………………………………………………….. 4. Физико-химические свойства плотного магнезиального бетона…………….. 4.1.Влияние жидкости затворения на свойства магнезиального бетона……….. 4.2.Влияние свойств обожженного магнезита на его активность………………. 4.3.Влияние пигментов на свойства магнезиальных цементов…………………. 4.4.Влияние заполнителей на свойства бетонов на основе магнезиального цемента………………………………………………………………………….. 5. Пенобетоны на основе магнезиального цемента……………………………..... 5.1.Основы проектирования состава пенобетонов……………………………….. 5.2.Подбор пенообразователя……………………………………………………… 5.3.Способ «сухой» минерализации пены………………………………………… 5.4.Двухстадийный способ минерализации пены………………………………… 5.5.Свойства пенобетонов на основе магнезиального цемента………………….. 5.6.Пути повышения водостойкости пенобетона на основе магнезиального цемента………………………………………………………………………...… 5.7.Свойства модифицированного цемянкой пенобетона………………………... 6. Технология изготовления изделий из магнезиальных бетонов……………….. 6.1.Исходные материалы и требования к ним…………………………………….. 6.2.Основные процессы производства пеномагнезита…………………………… Выводы………………………………………………………………………………. Библиографический список………………………………………………………… Авторы выражают благодарность профессору СибАДИ Г.М. Погребинскому за научно-методическое руководство проведенными в академии исследованиями ВВЕДЕНИЕ Магнезиальные бетоны – огнеупорные безобжиговые компози ционные материалы, состоящие из каустического магнезита, солей магния и различных заполнителей (древесная стружка, опилки, раз личные волокнистые материалы, резиновая крошка и т.п.), приобре тающие свойства в результате твердения при нормальной температу ре или при нагревании не выше 600 оС [1]. Эти бетоны отличаются от обычных цементных высокой технологичностью при укладке, быст рым набором прочности при сжатии и изгибе, низкими коэффициен том теплопроводности и истираемостью, хорошей биостойкостью и пожаробезопасностью. Они не образуют искр и пыли.

Магнезиальное вяжущее, используемое при изготовлении этих строительных материалов, относится к неорганическим вяжущим ма териалам воздушного твердения. Сырьем для получения магнезиаль ного вяжущего являются магнезиты, бруситы и соли, полученные из морской воды и рассолов [2]. Свойства магнезиальных бетонов зави сят как от свойств магнезиального вяжущего, так и от свойств жидко сти затворения, а также от используемых добавок. Возможность по лучения достаточно прочного материала при затворении порошка каустического магнезита водой была отмечена еще в работах фран цузского ученого Вика в 1837 году [3]. Однако такой материал имеет невысокую прочность на растяжение (не выше 10 – 12 кг/см2). Высо кую прочность на растяжение материала на основе магнезиального вяжущего удалось получить в 1867 году французскому инженеру Со релю, смешав порошок каустического магнезита с водным раствором хлорида магния. Этот материал стал называться «цемент Сореля». В настоящее время это название мало используется, так как относится не к вяжущему материалу, а к раствору, полученному в результате за творения порошка каустического магнезита водным раствором хло рида магния. Согласно современной номенклатуре – цемент – это по рошкообразный материал до его смешивания с раствором.

Магнезиальные бетоны, в зависимости от вида заполнителя, подразделяются на ксилолиты (заполнитель – органические опилки), фибролиты (заполнитель – длинноволокнистая органическая масса), кремнелиты (содержат кремниевую муку), асболиты (содержат ас бест), пемзолиты (заполнитель – пемзовый порошок) и т.д. Приме няемый для магнезиальных бетонов цемент должен содержать 75 – 87 % оксида магния. Удельный вес цемента – в пределах 3,1 – 3,4 г/см3. Начало схватывания цементного теста должно наступать не ранее чем через 20 мин после затворения, конец схватывания – не позднее чем через 6 часов. Магнезиальные бетоны нашли применение для изготовления полов в помещениях, требующих исключительной чистоты, в цехах с большими нагрузками, с интенсивным движением транспортных механизмов (тележек, электрокаров). Материалы на основе магнезиального вяжущего применяются в качестве облицо вочного материала, для перегородок. Вспененные магнезиальные бе тоны используют для изготовления тепло- и звукоизоляционных материалов.

Недостатками магнезиальных бетонов являются низкая стой кость к действию кислот и некоторых солей, коррозионная агрессив ность по отношению к деталям из алюминия и стали, потеря прочно сти при длительном хранении в воде.

Вопросы, связанные с магнезиальными вяжущими и материала ми на их основе, исследовали отечественные и зарубежные ученые:

А.А. Байков, В.В. Шелягин, П.П. Будников, А.П. Ваганов, С.И. Ки лессо, Т.В. Кузнецова, В.И. Верещагин, Л.Я. Крамар и др.



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

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.