Тонкозернистый порошковый дисперсноармированный бетон (стр. 4 )

Таблица

Прочностные показатели горных пород

№ п/п	Горные породы и отходы производства	Формула	Химический состав горных пород	Предел прочности на сжатие	Состав порошков
SiO2	R2O3	CaO	MgO	SO3	П. П.П	H2O	ч/з 7 дней	ч/з 28 дней	ч/з 90 дней
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1	Отходы при обогащении дунита на платину (магнетит, серпентин, оливин)	(Mg, Fe)2[SiO4] Mg6[Si4O10] [OH]8 Fe Fe2O4	33,8	10,4	1,0	42,5	0,2	9,9	3,0	5,2 4,7	10,5 14,7	13,2 22,5	без добавки 25% Ca(OH)2
2	Отходы при переработке хризотиласбеста на асбест (магнетит, серпентин)	Mg6[Si4O10] [OH]8 Fe Fe2O4	40,3	11,9	1,0	36,4	0,1	10,9	-	5,0 7,2	6,5 12,5	5,0 15,5	без добавки 25% Ca(OH)2
3	Вторичные кварциты порфировых медных руд	-	79,3	15,7	1,2	-	0,8	2,2	-	1,5 1,4	1,0 6,0	0,2 17,2	без добавки 25% Ca(OH)2
4	Отходы талькового производства	Mg2[Si4O10] [OH]2	48,5	7,4	2,4	29,7	-	12,6	-	0,9 1,5	1,0 8,2	- 15,0	без добавки 25% Ca(OH)2
5	Глауконитовый песок фосфоритных происхождений	(Fe3+, Fe2+)2-2,5	39,8	28,9	19,1	2,2	-	7,0	-	3,4 5,5	3,5 6,2	3,5 12,0	без добавки 25% Ca(OH)2
6	Пироксен (байкалит)	-	53,8	5,4	24,1	16,3	0,5	0,2	-	1,5 1,2	- 5,0	- -	без добавки 25% Ca(OH)2
7	Натролит	Na [Al2Si2O10]Ч2H2O	41,4	33,9	4,1	0,5	0,6	11,2	-	2,0 7,5 12,0	1,0 9,7 12,2	- - -	без добавки 25% Ca(OH)2 5% гипса
8	Эгирин	NaFe[Si4O10]	51,8	40,0	2,0	1,4	0,6	2,5	-	0,1 2,3 4,5	0,5 5,0 11,7	- - -	без добавки 25% Ca(OH)2 5% гипса
9	Роговая обманка	(Na, K)0-1 (Ca, Na)2( Mg, Fe2+,Al, Fe3+, Ti)5 Ч(OH, F, Cl, O)2 [(Si, Al)4O11]	52,8	12,6	8,8	20,5	0,4	2,0	-	1,0 1,0 2,7	2,5 5,0 8,2	- - -	без добавки 25% Ca(OH)2 5% гипса

Цементирующей массой является субмикроскопическое зернистое изотропное, слегка буроватое вещество. Обломки кристаллов оливина, магнетита, серпентина и других минералов равномерно распределены в цементирующей массе и отделяются прослойкой толщиной от 0,005 до 0,015 мм.  Также  отмечено, что  отчётливой границы между кристаллами оливина и цементирующей массой не обнаружено, причём эта масса занимает около 36% объёма затвердевшего твёрдого тела. В тонком микрошлифе из затвердевшего порошка отходов хризотиласбеста обнаружено большое количество обломков волокнистых кристаллов серпентина, магнетита, оливина и небольшие скопления мелкокристаллического карбоната, сцементированных субмикроскопически зернистой изотропной массой.

В цементирующей массе наблюдаются мелкие зёрнышки карбоната, а также равномерно распределённые обломки кристаллов серпентина, магнетита и оливина с толщиной прослоек от 0,005 до 0,1 мм. Размеры обломков кристаллов колеблются от 0,003 до 0,03 мм.

Приведенные результаты показали способность тонкоизмельчённых порошков горных пород к гидравлическому твердению, причём применение различных добавок (извести, гипса и др.), усиливающих процесс гидратации и формирования коллоидных новообразований, увеличивает количество минералов, способных дать при тонком перемоле вяжущие вещества.

Образцы из отходов дунита и хризотиласбеста с прочностью 15-22 МПа можно использовать, например, для производства прессованных строительных изделий и деталей (плитки, блоки и т. п.).

Новые уникальные результаты, полученные нами при изучении гидравлических свойств тонкозернистой волокнистой модификации кремнезема – халцедона Иссинского месторождения Пензенской области. Эта порода по происхождению относится к колломорфной, образовавшаяся в результате затвердевания кол-

лоидного раствора. Истинная плотность ее составляет 2,56 г/см3, твердость по шкале Маосса – 6,5. Для изучения гидравлической активности халцедон измельчали до удельной поверхности 300 и 900 м2/кг. На первой стадии изучили реологические свойства суспензии халцедона с дисперсностью 900 м2/кг в присутствии зарубежных и отечественных суперпластификаторов на меламиновой основе СМF-10, Меlment F-10), поликарбоксилатной (Melflux PP 100 F, Melflux PP 1641 F, Woerment FM 787) и нафталинсульфокислотной основе (С-3). Дозировка суперпластификатора составляла 1% в пересчете на сухое вещество от массы халцедона. Суперпластификатор вводился с водой затворения. Выявлено, что из совокупности горных пород – диабаза, песчаника кремнеземистого, песчаника глауконитового, гранита, диорита, халцедон является чрезвычайно высокоизбирательной горной породой по отношению ко всем указанным суперпластификатором. Водоредуцирующий эффект суспензии халцедона достигает трехкратного значения. Водо-твердое отношение контрольной суспензии, равное 0,5, снижается до 0,18 при сохранении гравитационной растекаемости при предельном напряжении сдвига 10-15 Па. Такое снижение водосодержания позволило методом литья суспензии с СП С-3 изготовить образцы-кубы с размерами 30 Ч 30 Ч 30 мм.

Образцы в первоначальный период до 3-х суток твердели в естественно-воздушных условиях, а затем в воде в течение 25 суток. В 28-ми суточном возрасте образцы были испытаны на осевое сжатие. Их прочность составила 44 МПа, что значительно выше прочностных показателей отверждённых горных пород, представленных в таблице. Прочностные показатели халцедона, затворенного водой с суперпластификатором С - 3, значительно превышают прочность силикатов магния и их аналогов [3], твердевших в условиях автоклавной обработки.

Попытка понизить водоудержание халцедоновой суспензии путем замены (на 60% по массе) высокодисперсного порошка с удельной поверхностью 900м2/кг на халцедон с Sуд=300 м2/кг, не позволила получить заметного позитивного результата: водотвердое отношение понизилось с 0,180 до 0,165. Несмотря на понижение водосодержания, образцы из такой смеси имели низкую прочность, как при твердении на воздухе и размучивались в воде. Это позволило высказать гипотезу о том, что присутствие более грубомолотого халцедона отрицательно сказалось на «наработке» коллоидной фазы, цементирующей композицию.

Предположительно цементирующим веществом является кремнекислота, в связи с тем, что содержание кремнезема в халцедоне по результатам химического анализа составляло 96,7 %. Можно полагать, что к формированию твердеющей структуры с водой способны и другие породы колломорфного происхождения, что требует дополнительных исследований.

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. Боженов использование минерального сырья и экология.-М: изд-во АСВ, 1994.-264 с.

4. Юнг технологии вяжущих веществ. М.:Госстройиздат.-1951.-547 с.

УДК 691.542.001.4:539.217.2/3

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

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК
В ШТУКАТУРНыХ РАСТВОРАХ

В последнее время в строительстве прослеживается повышение интереса не только к цене строительных материалов, но и к  повышению их качественных характеристик, особенно долговечности. Повышение срока эксплуатации строительных материалов следует рассматривать как одно из наиболее перспективных направлений ресурсосбережения в строительстве, а также снижения затрат на ремонтные работы в процессе эксплуатации зданий и сооружений.

Для выполнения защитных функций в течение длительного периода времени минеральные штукатурки должны обладать в затвердевшем состоянии достаточной адгезией к подложке, механической прочностью, трещиностойкостью, низким коэффициентом водопоглощения, хорошей способностью к высыханию, что в совокупности обеспечивает стойкость к атмосферным и температурным воздействиям и, соответственно, высокую долговечность штукатурных покрытий.