Тонкозернистый порошковый дисперсноармированный бетон (стр. 3 )

На рис. 2 (а;б) представлена кинетика капиллярного подсоса гидрофобизированных бетонов. Контрольный и гидрофобизированные бетоны на гранитоглауконитошлаковом вяжущем обладают меньшим капиллярным водопоглощением, чем бетоны на гранитопесчаникошлаковом вяжущем, что, вероятно, объясняется из различной капиллярно-пористой структурой. В процессе длительного капиллярного подсоса мелкозернистых бетонов контрольных составов отмечено, что к 1-м суткам высота подъема жидкости по капиллярам находится в пределах 53-60% от высоты образцов-балочек.

При введении стеарата кальция уровень подъема воды составляет 14-23% от высоты образца. На балочках, пропитанных гидрофобными покрытиями, вода практически не проникает в тело бетона: высота подъема составила лишь 1,7-2,5% от высоты образца.

В ходе длительного капиллярного подсоса в течение трех месяцев и последующего естественного высушивания отмечено полное отсутствие высолообразования на поверхности гидрофобизированных гранитошлакоглауконитопесчаного и гранитошлакопесчаникопесчаного бетонов (рис. 3).

Полученные нами высокогидрофобные малошлаковые бетоны имеют достаточные значения прочности, соответствующие многим стеновым строительным материалам. Так, прочность бетонов на осевое сжатие через 28 суток при нормальных условиях варьировала от 23 до 30МПа.

Рис. 3 Высолообразование на контрольных составах бетона ГтШГлП (слева) и ГтШПП (в центре) и бетона ГтШГлП пропитанного гидрофобизирующей

жидкостью «АКВАФРИ S-100» (справа).

Отличие кинетических кривых водопоглощения бетонов, пропитанных жидкостями «АКВАФРИ S-100» и лаком «ВВМ-М-7», позволило высказать гипотезу о различных механизмах гидрофобизации. Можно полагать, что степень проникновения молекул полимера в поры бетона будет определяться соотношением размеров пор к размеру молекул полимера. При большой молекулярной массе полимера, миграция молекул возможна лишь в крупные поры материала. В этом случае будет проявляться лишь частичное проникновение полимера в поверхностные слои бетона. Дополнительная гидрофобизация будет обеспечиваться образованием пленки на поверхности изделия. При невысокой молекулярной массе полимера степень заполнения пор материала будет более высокой и эффект гидрофобизации будет возрастать. При этом не исключается и образование пленки полимера на поверхности изделий.

Механизм поверхностной гидрофобизации лаком «ВВМ-М-7», по нашему мнению, обусловлен лишь поверхностным покрытием образцов полимером и отсутствием сколь-либо заметного проникновения в поры материала. Это, по всей вероятности, объясняется высокой молекулярной массой полимера или развлетвленностью молекул и невозможностью проникания их в поры бетона из-за стерических условий. В данном случае имеет место поверхностно-пленочный механизм гидрофобизации.

Капиллярно-проникающий механизм гидрофобизации жидкостью «АКВАФРИ S-100» обусловлен не только проникновением полимера с меньшей молекулярной массой и малыми размерами молекул полимера, но и поверхностно-пленочной защитой материала. Правильность высказанной гипотезы подтверждается расходами полимера на 1 м2 поверхности.

Касаясь экономических показателей гидрофобизации, необходимо отметить, что несмотря на более высокую стоимость жидкости «АКВАФРИ S-100» по сравнению с лаком «ВВМ-М-7», затраты на гидрофобизацию  с  использованием  первого  гидрофобизатора  значительно  ниже.  Гидрофобизирующая жидкость

«АКВАФРИ S-100» используется после разбавления ее 4-х кратным количеством воды до рабочей концентрации. Таким образом, стоимость единицы объема снижается в пять раз. Кроме того, жидкость «АКВАФРИ S-100» экологически - и пожаро - безопасна, а лак «ВВМ-М-7», в котором растворителем является толуол, не обладает такими позитивными свойствами.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Калашников развития геополимерных вяжущих. //Современное состояние и перспектива развития строительного материаловедения: Восьмые академические чтения РААСН. – Самара, 2004. – с. 193-196.

2. , , и др. Новые геополимерные материалы из горных пород, активизированные малыми добавками шлака и щелочей//Современное состояние и перспектива развития строительного материаловеления: Восьмые академические чтения отделения строительства наук РААСН. – Издательство Самарского государственного архитектурно-строительного университета. – Самара, 2004. – с. 205-209.

3. , , Мороз и значение сильных щелочей и температурных условий в синтезе прочности минеральношлаковых и геошлаковых вяжущих. Композиционные строительные материалы. Теория и практика: Сборник статей Международной научно-технической конференции. – Пенза, 2005. – с. 71-78.

4. , , Краснощеков рецептурных, структурных и технологических факторов на основные свойства минеральношлаковых вяжущих//Новые энерго - и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов: сборник статей Международной научно-технической конференции. Пенза, 2005. – с. 194-204.

УДК 691.217:661.3

д-р техн. наук, канд. техн. наук, доцент, инженер,

инженер, инженер, инженер

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

Перспективы создания геосинтетических вяжущих

из высокодисперсных горных пород

Получение геосинтетических вяжущих из горных пород предусматривает использование химических активизаторов, в основном щелочного типа и модифицирующих добавок. Такое направление, развиваемое кафедрой ТВКиВ Пензенского ГУАС, позволило в последние годы получить обезнадеживающие результаты по созданию вяжущих из силицитовых (кремнеземистых и глауконитовых песчаников), гравелитовых, диоритовых, базальтовых пород или их комбинаций [1,2].

Были получены безобжиговые водостойкие вяжущие средней и высокой прочности от 40 до 150 МПа и более в зависимости от вида щелочного активизатора, модификатора для связывания свободной кремнекислоты и вида тепловой обработки (пропаривания, сухой прогрев). Однако получение геосинтетических вяжущих на воде без химических активизаторов твердения и модификаторов состава и структуры до настоящего времени представляло не решенную задачу. Хотя многие ученые изучали гидравлическую активность горных пород и отходов промышленности, прежде всего отходов ГОКов. В 1933 г первым обратил внимание на наличие вяжущих свойств у отходов асбестообогатительных фабрик [3], в 1951 г -Петросян исследовал вяжущие свойства серпентина, подвергнутого обжигу при 1000°С, в 1953г и B. C. Сальникова [3] исследовали возможность исследования широкого круга силикатов магния и их аналогов, содержащихся в горных породах и попутных продуктах промышленности, для производства различных строительных материалов. Их исследования были сосредоточены на изучении поведения тонких порошков чистых минералов, в основном силикатов и алюмосиликатов магния, в условиях нормального твердения и при гидротермальной обработке, в том числе и автоклавной. Причем безводные минералы испытывались без термической обработки, водные - обезвоживались при температуре от 100 до 800 °С. Результаты испытаний затворенных водой тонкоизмельченных природных силикатов показали, что происходит их схватывание и твердение с формированием прочности в нормальных условиях До 2,3 -2,9 МПа, в условиях автоклавной обработки до 25,3-28,7 МПа.

В работах совместно с [4] были изучены разнообразные горные породы с точки зрения их гидравлической активности, причём их внимание в большей степени привлекли те породы, которые, во-первых, являлись отходами производства, а во-вторых, породы, которые в процессе переработки и обогащения подвергались измельчению или даже перемолу в порошкообразное состояние, что естественно облегчало возможность их использования для производства вяжущего материала и строительных изделий. В таблице приводятся характеристики горных пород и отходов производства, отобранных для их исследования на гидравлическую активность.

Для определения активности порошков их подвергали выщелачиванию 5% раствором соды, определяли общее количество поглощённого гидрата окиси кальция, выражаемого в мг СаО на один грамм порошка. Результаты испытаний свидетельствовали о том, что тонкие порошки при взаимодействии с водой и раствором извести способны образовывать цементирующий гель при комнатной температуре.

Однако при обычных температурах твердения удовлетворительного эффекта удалось добиться на прессованных образцах при давлении 100 кг/см2, так как отдельные частицы порошков в таких образцах достаточно сближены и плёнки коллоидальных новообразований на поверхности зёрен способны слиться в общую цементирующую массу.

В таблице приведены обобщённые результаты проведённых исследований, т. е. приводится химический и минералогический состав порошков горных пород минералов, прочностные характеристики затворённых водой вяжущих на их основе в различные сроки твердения, а также с использованием в качестве добавок к ним 25 % гидратной извести и 5 % гипса. Образцы от момента изготовления до их испытания твердели в эксикаторах над водой.

По результатам проведённых исследований сделал вывод о том, что порошки горных пород, особенно из дунита и натролита (состав 1,7; табл. 1) при твердении с водой при комнатной температуре имеют гидравличность, которая в значительной степени увеличивается при введении в состав порошков добавок в виде гидрата извести и гипса.

Для выяснения структуры затвердевших порошков горных пород были изготовлены и проанализированы тонкие микрошлифы из образцов трёхмесячного возраста. Так, например, при рассмотрении тонкого шлифа из затвердевшего порошка дунита, затворенного водой без добавок установлено, что образец состоит из большого количества обломков кристаллов оливина размерами от 0,01 до 0,08 мм, значительного количества зёрен магнетита и меньшего количества обломков волокнистых кристаллов серпентина.