 |
Главная страница |
|
|
Проекты домов |
|
Видеоархив |
|
Форум |
|
Породы дерева |
|
Архив статей |
|
Объявления |
|
|
|
(ссылки открываются в новом окне)
|
| Статьи о строительстве >> Технологии строительства >> Малоэнергоемкие вяжущие с использованием дунитов |
Малоэнергоемкие вяжущие с использованием дунитов
Худякова Л. Константинова К. Нархинова Б. Малоэнергоемкие вяжущие с использованием дунитов // Строительные материалы. 2002. №2. C.11, 12
В настоящее время вопросы получения вяжущих материалов на основе местного сырья являются актуальными. Применение местных вяжущих позволят экономить более дорогой портландцемент.
На Севере республики Бурятии находится Йоко-Довыренское платиноносное месторождение. Одним из компонентов этого месторождения являются дуниты. Дуниты представляют интерес как комплексное магнийсодержащее сырье для производства огнеупоров, футеровки сталеразливочных ковшей, в качестве шлакообразующего компонента вместо известняка, доломита и кремнистых плавней, в закладочных смесях для заполнения земляных выработок.
По нашему мнению, одним из перспективных направлений использования дунита является применение его в качестве минеральной добавки в вяжущее. При введении добавки расход цемента на каждый кубометр тяжелого бетона существенно сокращается, что приведет к значительному удешевлению строительства.
Увеличение потребности в строительных материалах обусловливает поиск путей снижения их стоимости, а также расширение минерально-сырьевой базы за счет использования местных природных ресурсов зоны Байкала. Низкая стоимость сырья " дунитов, а также возможность использования его в различных районах нашей страны откроют новые пути развития неорганических вяжущих с использованием более широкой сырьевой базы строительных материалов на основе магнийсодержащих пород Бурятии с одновременным усовершенствованием их структуры и свойств. Комплексное использование этих пород в различных отраслях промышленности строительных материалов должно резко снизить себестоимость их добычи и транспортировки.
Для исследования использовали дунит Йоко-Довыренского массива, портландцементный клинкер М-400 Тимлюйского цементного завода, двуводный гипс. Химический состав дунита (содержание в мае. %): SiO2 - 36,5; Аl2О3 - 1,05; MgO - 43,7; СаО - 7,01; Fe2O3 -10,3; п.п.п.-0,6.
Было исследовано влияние таких технологических факторов на свойства портландцемента, как количество вводимой в смесь минеральной добавки " дунита, дисперсность вводимого порошка, вид условий твердения. Для перевода компонентов в тонкомолотое состояние использовался стержневой вибрационный измельчитель типа 75Т-ДрМ с ударно-сдвиговым характером нагружения.
Измельчение является одной из основных операций в технологии получения новых материалов, показатели которой существенно влияют на качество продукции и ее себестоимость. Известно, что тонкое измельчение способствует интенсификации физико-химических реакций и является определяющим процессом в механоактивации веществ, так как при воздействии механических сил изменяются физические и химические свойства материалов.
Активность вяжущего, определенная по прочности при сжатии, повышается с увеличением дефектности поверхностной структуры. Поэтому чем тоньше измельчен материал и чем больше его поверхность по отношению ко всей массе, тем быстрее проходит гидратация и тем большая часть вяжущего вещества успевает прореагировать.
В наших исследованиях активность вяжущего определялась величиной удельной поверхности. Испытания проведены на образцах размером 2x2x2 см, изготовленных из теста нормальной густоты. Влияние удельной поверхности вяжущего на его активность приведено в табл. 1.
Таблица 1
Тип измельчителя
Вид вяжущего
Sуд дунита,
см2/г
Средняя плотность,
г/см3
Прочность при сжатии, МПа
Условия твердения
Изменение прочности в сравнении с контрольным образцом, %
Стержневая вибрационная
мельница типа 75Т-ДрМ
Вяжущее на основе дунита
2400
2,16
42,8
На воздухе
+6,2
3300
2,21
44,2
+8,9
4300
2,20
43,0
+8,0
Контрольный образец
2,07
40,3
На воздухе
2,09
40,6
2,08
39,8
Как видно из приведенных данных, оптимальной является величина удельной поверхности, равная 3300 см2/г. С увеличением удельной поверхности значение предела прочности при сжатии образцов падает. Это объясняется появлением сверхтонких фракций дунита, которые снижают прочностные свойства материала.
Активность вяжущего также зависит от минерального и вещественного составов. В связи с этим было необходимо определить оптимальное соотношение в вяжущем между основным компонентом и добавкой, исходя из условия, что активность вяжущего (прочность при сжатии) должна быть максимальной,
Оптимальное процентное соотношение между портландцементом и дунитом в вяжущем веществе определялось расчетно-экспериментальным путем. Было установлено, что содержание дунита в составе вяжущего не должно превышать 40% по массе. Активность вяжущего полученного состава также определялась экспериментально. Для выбора оптимального состава были приготовлены вяжущие, отличающиеся друг от друга содержанием магнезиальной составляющей (дунита) в процентах по массе: 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50; клинкера 47, 52, 57, 62, 67, 72, 77, 82, 87; содержанием гипса 3% от массы клинкера. Полученные смеси затворяли водой в водотвердом соотношении В:Т=0,3. Образцы вяжущего предлагаемых составов готовили двумя способами.
1. Пропаривание или тепловлажностная обработка по мягкому режиму твердения 1+5+2 ч при температуре 90-95 оС.
2. Хранение образцов в течение 28 сут на воздухе.
Как видно из данных табл. 2, тепловлажностная обработка образцов композиций дунита с портландцементом повышает их прочность. Максимум прочности достигается для состава: 40% дунита и 60% портландцемента. Наибольшая прочность при сжатии после ТВО = 48 МПа, Квод = 1,14. Прочность при сжатии после 28 сут = 44 МПа, Rизг = 8 МПа. Это объясняется тем, что в этом составе создаются более сочетаемые структурно-размерные параметры новообразований, получаемых гидратацией активных минералов портландцемента и модифицированных механоактивацией менее активных минералов дунита.
Таблица 2
Индекс вяжущего
Количество добавки, мас. %
Предел прочности, МПа
Средняя плотность, кг/м3
После пропаривания
Через 28 сут твердения на воздухе
Rсж
% к контр, образцу
Rсж
% к контр, образцу
Rизг
% к контр, образцу
В-10
10
37,6
93,3
28,8
72,0
5,0
86,2
2098,4
В-15
15
25,1
62,3
22,1
55,3
4,7
81,0
2106,8
В-20
20
34,8
86,4
28,9
72,3
4,9
84,5
2111,4
В-25
25
38,4
95,3
24,3
60,8
5,4
93,2
2118,6
В-30
30
46,6
115,6
40,1
100,3
6,3
108,6
2129,0
В-35
35
47,4
117,6
42,1
105,3
7,1
122,4
2175,6
В-40
40
48,1
119,4
44,2
110,5
8,0
137,9
2207,5
В-45
45
36,8
91,3
40,2
100,5
5,7
98,3
2219,1
В-50
50
26,7
66,3
37,1
92,8
3,5
60,3
2226,3
Ц-400*
0
40,3
40,0
5,8
2094,6
* - контрольный образец портландцемента М 400.
Следует отметить, что при введении магнийсодержащей добавки в состав вяжущего в количестве 40% образцы показали повышенную прочность при изгибе. Это объясняется образованием в процессе гидратации смешанного вяжущего гидросиликатов магния волокнистой структуры, что положительно влияет на формирование механических свойств материала.
Обобщая вышеизложенное, можно сделать следующие выводы.
1. Оптимальный состав малоцементного вяжущего составляет 60% по массе портландцемента и 40% дунита.
2. Рациональным является помол дунита до величины удельной поверхности Sуд = 3300 см2/г.
Таким образом, природный материал " дунит обладает достаточно высокой гидратационной активностью и на его основе можно получать строительные материалы хорошего качества.
|
| |