В статье говорится о влиянии минералогического состава заполнителей на прочность растворов, приготовленных на портландском и нефелиновом цементах и подвергнутых автоклавной обработке. Отмечается, что введение мраморной муки в известково-песчаное вяжущее способствует улучшению пластификации и формуемости смеси. Кроме того, образцы с мраморным микронаполнителем имеют гладкую поверхность и четко выраженные грани. Эти качества образцы-призмы хорошо сохраняли и после автоклавной обработки, что особенно важно при производстве силикатного кирпича.
УДК 691
С.Д. ОМАРОВА, канд. техн. наук, ассистент, Нукусский филиал Ташкентского государственного аграрного университета, Узбекистан
Ключевые слова: дисперсность, мраморная мука, кирпич, пластификация, автоклавное твердение, смесь, физико-химические свойства
Keywords: dispersion, marble flour, brick, plasticization, autoclave curing, mixture, physico-chemical properties
Изучением влияния природы наполнителей на прочность растворов и бетонов занимались П.И. Баженов и другие ученые [1]. Установлено, что наибольшие прочности достигнуты в бетонах с применением заполнителей, в состав которых входит кремнезем в различных формах. Придавая большое значение автоклавной обработке как весьма эффективному методу производства искусственных конгломератов, P. Dale Bentz [2] исследовал влияние минералогического состава заполнителей на прочность растворов, приготовленных на портландском и нефелиновом цементах, подвергнутых автоклавной обработке.
Для проведения работы в качестве заполнителей были использованы кремень, кварц, полевой шпат, гранит, известняк, мрамор, кальцит и др.
Вводимая в состав силикатной смеси тонкодисперсная мука ранее рассматривалась как инертная добавка, и повышение прочности силикатного кирпича при ее введении связывалось лишь с увеличением его плотности и объемной массы в результате уплотняющего действия микронаполнителя на структуру материала. Наши наблюдения показали, что объемная масса и прочность силикатного кирпича на известково-песчаной основе не находятся в прямой зависимости от количества вводимого тонкодисперсного карбоната кальция, т.е. тонкомолотого отхода мраморной муки. Главную роль в этом случае, по-видимому, играют фазовые и структурные превращения в самой гидросиликатной связке, вызываемые присутствием карбоната кальция.
Введение в состав силикатной смеси тонкодисперсной муки дает возможность заполнить полученной из нее и воды технологической связкой поры между каркасообразующими зернами немолотого песка, создать большее число контактов между всеми зернами смеси и образовать микрокапилляры, позволяющие использовать поверхностное натяжение воды в них для придания сырцу прочности.
Для проведения исследований были приготовлены смеси для производства силикатного кирпича: 15% Актауской извести, 75-70-65% Нукусского барханного песка и 10-15-25% мраморной муки с удельной поверхностью 3,5, 4,0, 5,0 м2/кг, соответственно.
Из приготовленных смесей формовали образцы-призмы размерами 7,5х3,5х1,2 см. Приготовленные образцы переносили в лабораторный автоклав и подвергали гидротермальной обработке при давлении пара 0,8-1,0 МПа в течение 6 часов по режиму 2+6+2 ч.
После извлечения из автоклава образцы кирпича испытывали на гидравлическом прессе. Физико-механические свойства силикатного кирпича определяли по ГОСТ 379-95 [3].
Результаты опытов по выявлению влияния удельной поверхности мраморной муки на физико-механические свойства силикатного кирпича приведены в таблице.
Таблица. Влияние удельной поверхности мраморной муки на физико-механические свойства силикатного кирпича
| п/п | Состав смеси, % | Удельная поверхность, м2/кг | Влажность, кг/м3 | Объемный вес, кг/м3 | Водопоглощение, % | Механическая прочность, МПа | |||
| При давлении 0,8 МПа | |||||||||
| Rизг | Rсж | ||||||||
| 1 | 15 | 75 | 10 | 3,5 | 7,1 | 1548 | 12,4 | 3,0 | 12,0 |
| 2 | 15 | 70 | 15 | 3,5 | 7,3 | 1506 | 12,7 | 2,9 | 13,2 |
| 3 | 15 | 65 | 20 | 3,5 | 7,5 | 1530 | 13,0 | 3,1 | 12,6 |
| 4 | 15 | 75 | 10 | 4,0 | 7,0 | 1556 | 12,8 | 3,0 | 12,1 |
| 5 | 15 | 70 | 15 | 4,0 | 7,2 | 1558 | 13,0 | 3,1 | 13,9 |
| 6 | 15 | 65 | 20 | 4,0 | 7,4 | 1500 | 12,1 | 2,9 | 12,5 |
| 7 | 15 | 75 | 10 | 5,0 | 7,1 | 1568 | 13,1 | 2,8 | 11,1 |
| 8 | 15 | 70 | 15 | 5,0 | 7,3 | 1594 | 12,5 | 3,0 | 12,6 |
| 9 | 15 | 65 | 20 | 5,0 | 7,5 | 1578 | 12,8 | 3,1 | 11,3 |
| 4 | 15 | 85 | — | — | 7,2 | 1590 | 12,5 | 3,0 | 13,3 |
Из таблицы видно, что с увеличением удельной поверхности мраморной муки до 3,5-4,0 м2/кг прочностные показатели материала возрастают до 13,9 МПа, а при удельной поверхности 5,0 м2/кг прочностные показатели материала уменьшаются.
Введение мраморной муки в известково-песчаное вяжущее способствовало улучшению пластификации и формуемости смеси. Образцы с мраморным микронаполнителем имели гладкую поверхность и четко выраженные грани. Эти качества образцы-призмы хорошо сохраняли и после автоклавной обработки, что особенно важно при производстве силикатного кирпича.
Результаты исследования удельной поверхности мраморной муки на физико-механические свойства силикатного кирпича показаны на рисунке.
После автоклавной обработки образцы без мраморной муки имели предел прочности на сжатие 13,3 МПа, образцы с микронаполнителем из мраморной муки (10-20%) имели такую же прочность.
Вместе с тем следует отметить, что с увеличением удельной поверхности мраморной муки от 3,5 до 5,0 м2/кг прочностные показатели увеличиваются. Лучшие результаты по механической прочности были получены при 15%-ном содержании мраморной муки и удельной поверхности 4,0 м2/кг.
Таким образом, оптимальная удельная поверхность мраморной муки равна 3,5-4,0 м2/кг.
Библиографический список
1. Баженов П.И. Технология автоклавных материалов. – Л.: Стройиздат. 1978. – 116 с.
2. Bentz Dale P. Simulation of the effects of mineral admixtures on the cement paste aggregate interfacial zone // ACI Mater J. 1991. V.88. № 8. – 518 p.
3. ГОСТ 379-95. Кирпич и камни силикатные.
