WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

наука приложение к научно техническому журналу «Строительные Материалы» Уважаемые читатели, подписчики, авторы журнала «Строительные материалы»!

Перед Вами один из новых издательских проектов ООО РИФ «Стройматериалы» – «Строительные материалы наука».

В 2003 г. – это приложение к традиционному журналу «Строительные материалы», который издается с 1955 г.

В последнее время рамки обычного объема журнала, заявленного в подписных каталогах, стали тесными для многоотраслевой тематики издания. Поэтому рекламно издательская фирма «Стройматериалы» приняла решение издавать группу журналов, объединенных общим названием:

«Строительные материалы наука», «Строительные материалы: technology», «Строительные материалы: архитектура», «Строительные материалы: бизнес», «Строительные материалы и жизнь», «Строительные материалы expo».

Опыт показывает, что издание отдельных журналов более узкой направленности целесообразнее, чем увеличение объема основного издания.

В чем состоит отличие данного приложения от раздела «Результаты научных исследований» в основном журнале?

Во первых, статьи будут публиковаться в полном объеме с изложением методик исследований, приведением научной аргументации в виде термограмм, дериватограмм, выводов формул и т. д., то есть без сокращения объемов статей, к чему раньше приходилось прибегать из за дефицита печатной площади.

Статьи будут публиковаться быстрее в силу увеличившейся пропускной способности группы журналов. Более представительным окажется справочно библиографический аппарат статей. При сохранении рецензирования и необходимого научного редактирования появится возможность в наиболее полной мере сохранить авторскую редакцию статей.

В целях укрепления сотрудничества с большим, сложившимся за многие годы, авторским коллективом ученых и специалистов редакция просит в то же время придерживаться принятых технических требований к материалам, передаваемым для публикации (см. стр. 14). Это позволит решить задачи, поставленные издательством в интересах развития отраслевой науки.

Главный редактор издательства М.Г. Рублевская НАУЧНО – ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ Издается при содействии Комплекса архитектуры, строительства, развития ® и реконструкции Москвы, № при информационном участии Российского научно-технического общества строителей О с н о в а н в 1 9 5 5 г. п р и л о ж е н и е к н а у ч н о т е х н и ч е с к о м у ж у р н а л у « С т р о и т е л ь н ы е М а т е р и а л ы » № 3 2 0 0 3 г.

наука СОДЕРЖАНИЕ Учредитель журнала: В.А. ЛОТОВ, Н.А. МИТИНА ООО Рекламно издательская Влияние добавок на формирование межпоровой перегородки фирма «Стройматериалы» в газобетоне неавтоклавного твердения.................................. Главный редактор Прочность газобетона предопределяется свойствами межпоровой перегородки, при форми издательства ровании которой особое значение приобретает заполнение ее исходными твердыми компонен РУБЛЕВСКАЯ М.Г.

тами, при их гидратации и взаимодействии происходит упрочнение межпоровой перегородки.

Для улучшения качества межпоровой перегородки и повышения прочности газобетона неав Журнал зарегистрирован токлавного твердения необходимо вводить тонкодисперсные добавки, обладающие значи Министерством РФ по делам печати, телерадиовещания тельно меньшей истинной плотностью по сравнению с цементом, либо добавки, способные и средств массовой информации уже в период поризации газобетонной смеси образовывать или генерировать высокодисперс ПИ №77 13559 ную гидратированную твердую фазу.

Главный редактор А.А. ЛАУКАЙТИС ЮМАШЕВА Е.И.

Влияние добавки горбушки на свойства формовочной смеси и прочность ячеистого бетона......................... Редакционный совет:

Изучено влияние добавки сырца горбушки, возвращаемой в технологический процесс. Пока РЕСИН В.И.

зано, что использование этого отхода замедляет вспучивание формовочной смеси и снижает (председатель) ее максимальную температуру, что создает условия для формирования более равномерной БАРИНОВА Л.С. макроструктуры. Добавка сырца горбушки уменьшает текучесть формовочной смеси, причем БУТКЕВИЧ Г.Р. это влияние зависит от вида ячеистого бетона: с увеличением активности формовочной смеси газосиликата это влияние повышается, а с повышением доли портландцемента в сме ВАЙСБЕРГ Л.А.

шанном вяжущем – уменьшается. Добавка сырца горбушки в 20–30% (в пересчете на сухую ВЕРЕЩАГИН В.И.

массу) повышает прочность изделий при сжатии.

ГОРНОСТАЕВ А.В.

ГУДКОВ Ю.В.

В.В. БЕЛОВ ЗАВАДСКИЙ В.Ф.

Влияние капиллярного структурообразования КОЗИНА В.Л.

в сырьевой смеси силикатного кирпича на его свойства.................... СИВОКОЗОВ В.С.

В результате исследований и производственной проверки даны предложения по усовершенст УДАЧКИН И.Б.

вованию технологии силикатного кирпича.

ФЕРРОНСКАЯ А.В.

В частности, при выполнении рекомендаций возможно получать более прочный сырец и ФИЛИППОВ Е.В. кирпич с повышенной прочностью, а при некоторой модернизации формовочного оборудования ШЛЕГЕЛЬ И.Ф. выпускать пустотелый кирпич.

Авторы С.В. ФЕДОСОВ, С.М. БАЗАНОВ опубликованных материалов Оценка коррозионной стойкости бетонов при образовании несут ответственность за достоверность приведенных и росте кристаллов системы эттрингит таумасит.......................... сведений, точность данных В статье рассматриваются вопросы обеспечения коррозионной стойкости бетона при воздей по цитируемой литературе ствии сульфатов в свете последних исследований, которые доказывают возможность образова и отсутствие в статьях данных, ния системы эттрингит таумасит. Проведено исследование механизма разрушения материала.

не подлежащих открытой публикации Установлено, что кинетика роста новообразований системы эттрингит таумасит определя ется температурными условиями, интенсивностью процессов массопереноса, параметрами по Редакция ристой структуры и свойствами материала. Рассмотрение этих вопросов в комплексе позволит может опубликовать статьи точнее оценить особенности физико химических превращений в экспансивной фазе и на этой ос в порядке обсуждения, нове создать эффективные методы прогнозирования и защиты бетона от коррозии.

не разделяя точку зрения автора Перепечатка А.В. ФЕРРОНСКАЯ, НГУЕН МАНЬ ХОНГ, и воспроизведение статей, В.Ф. СТЕПАНОВА, Л.П. ХАРИТОНОВА рекламных и иллюстративных материалов из нашего журнала Защита стальной арматуры в монолитном бетоне, возможны лишь с письменного эксплуатируемом в условиях приморского климата Вьетнама.............. разрешения главного редактора В статье рассматривается особенность первичной защиты стальной арматуры в монолит Редакция не несет ответственности ном бетоне, а также длительность защитного действия монолитного бетона по отношению к за содержание рекламы и объявлений стальной арматуре, эксплуатируемого в условиях приморского влажного жаркого климата Вьетнама. Приводятся рекомендации по защите стальной арматуры в монолитном бетоне Адрес редакции: зданий и сооружений, эксплуатируемых в этих условиях, предусматривающие использование Россия, 117997, Москва, комплексных добавок, в том числе впервые опробованной комплексной добавки, состоящей из ул. Кржижановского, 13 суперпластификатора С 3 и золы рисовой шелухи.

Тел./факс: (095) 124 124 E mail: rifsm@ntl.ru http://www.ntl.ru/rifsm Юридическая поддержка Центра правовой защиты интеллектуальной собственности (CIP) © ООО РИФ «Стройматериалы», журнал «Строительные материалы», 2003 E mail: welcome@klishin.ru Internet: www.klishin.ru наука приложение к научно техническому журналу «Строительные Материалы» В.А. ЛОТОВ, д р техн. наук, Н.А. МИТИНА, инженер (Томский политехнический институт) Влияние добавок на формирование межпоровой перегородки в газобетоне неавтоклавного твердения Неавтоклавный способ производства газобетона образующихся гелеобразных продуктов будет недоста имеет весьма существенный недостаток, который за точно для заполнения свободного порового простран ключается в том, что его усадка в процессе эксплуата ства и достижения стесненного состояния, при котором ции выше (2–3 мм/м), чем у автоклавного бетона при начинают развиваться процессы перекристаллизации одинаковой плотности изделий. Специфика техноло первичных, неустойчивых продуктов гидратации в бо гии неавтоклавного газобетона требует повышенного лее стабильные.

расхода цемента. При гидратации и твердении газобето Только при перекристаллизации первичных продук на в режиме нормального твердения или пропаривания тов гидратации формируется кристаллический каркас конечная прочность изделия формируется за счет высо межпоровой перегородки, ее прочность и фиксирован кого химического потенциала системы цемент–вода. ный размер. Если в межпоровой перегородке не дости Столь высокая усадка является следствием низкой гается стесненного состояния, то образовавшиеся пер степени гидратации цемента в составе газобетонной сме вичные продукты гидратации будут находиться преиму си. Структура газобетона состоит из пор и плотных меж щественно в гелеобразном состоянии, при высыхании поровых перегородок, прочность которых, в основном, и которых начнут развиваться усадочные явления, как в определяет значение прочности газобетонных изделий. межпоровых перегородках, так и во всем массиве газобе Механизм формирования межпоровой перегородки за тонного изделия. Сформировавшаяся перегородка при ключается в следующем. При приготовлении газобетон таких условиях будет обладать небольшой прочностью.

ной смеси получается практически двухфазная смесь из В начальные моменты протекания процессов гидра твердой и жидкой фазы с большим водотвердым отноше тации поровое пространство между частицами цемента нием (В/Т = 0,65). С введением в смесь газообразователя начинает заполняться гидратными соединениями це (алюминиевой пудры) и созданием соответствующих ус мента, плотность которых намного ниже плотности ис ловий начинается образование газовой фазы, формирую ходных негидратированных зерен цемента. При этом щиеся пузырьки газа увеличивают объем и разделяются значительно увеличивается объем веществ, формирую в смеси межпоровыми перегородками. щих межпоровую перегородку (рис. 1). Межпоровая пе Дальнейшее протекание процесса поризации способст регородка не является фиксированной по толщине, так вует уменьшению толщины межпоровой перегородки под как она ограничена пузырьками газа, имеющими низ действием давления внутри газового пузырька. В началь кую упругость. При создании соответствующих условий ный момент времени межпоровая перегородка состоит из (повышение температуры) в пузырьке газа можно увели грубодисперсных частиц цемента (рис. 1, а) и поровой жид чить давление, которое способно незначительно уплот кости – воды затворения. Количество поровой жидкости нить межпоровую перегородку.

определяется водотвердым отношением всей системы, ко Тем не менее, основным способом формирования торое составляет В/Т = 0,6–0,65. При таком соотношении качественной перегородки является повышение плот фаз система цемент–вода в межпоровой перегородке пред ности упаковки частиц и сокращение свободного поро ставляет собой суспензию, в которой процессы гидратации вого пространства в перегородке исходного состояния и твердения имеют свою специфику развития. Большое путем введения тонкодисперсных добавок, таких как значение водотвердого отношения предопределяет толщину прогидратированный цемент, двуводный гипс, тонко прослоек жидкости между частицами цемента 2ср = 10 мкм, молотый кварцевый песок, микрокремнезем, высоко величину которой можно определить по формуле: дисперсные золы ТЭЦ и другие, а также путем сниже 1 K т 2ср = Sv ;

Sv = Sуд c ;

(1) K т где ср – толщина водной оболочки вокруг частиц це мента, см;

Sv – удельная поверхность единицы объема цемента, см2/см3;

Sуд – удельная поверхность единицы массы цемента, см2/г;

с – плотность сухого слоя це мента, г/см3.

Для обеспечения нормальной густоты цементного теста необходимо 24–25% воды по массе или 42–43% по объему (1 Кт1) = 0,57–0,58. В этом случае между части цами цемента образуется прослойка жидкости толщи ной 2ср = 2–3,2 мкм, что обеспечивает нормальное раз витие процессов гидратации и твердения цемента. При а) б) большой толщине прослойки жидкости между частица ми цемента в межпоровой перегородке процессы гидра Рис. 1. Схематическое изображение межпоровой перегородки после тации будут протекать достаточно интенсивно, однако поризации смеси в начальной (а) и конечной стадии (б) С ТРОИТЕЛЬНЫЕ М АТЕРИАЛЫ – НАУКА 1/ наука приложение к научно техническому журналу «Строительные Материалы» а) б) Рис. 2. Изменение во времени степени за Рис. 4. Изменение во времени степени заполнения свободного порового пространства N (1) и степени гидратации г (2) модельных образцов газобетона с добавкой ПВА – 1% (а) и 2% (б) полнения свободного порового пространства N (1) и степени гидратации г (2) модельных образцов газобетона с добавкой полуводно го гипса – 0,6% а) б) Рис. 3. Изменение во времени степени за Рис. 5. Изменение во времени степени заполнения свободного порового пространства N (1) и степени гидратации г (2) модельных образцов газобетона с добавкой ускорителя гидратации и полнения свободного порового пространства N (1) и степени гидратации г (2) модельных твердения: хлорида кальция – 2% (а) и сульфата алюминия – 2% (б) образцов газобетона с добавкой микрокрем незема – 3% * На рис. 2–5 серым цветом показано изменение во времени степени заполнения свободного порового пространства N (1) и степени гидратации г (2) модельных образцов газобетона без добавок.

ния начального водо твердого отношения с помощью В формулах значение Кт1 характеризует объемную поверхностно активных веществ. Особое значение при концентрацию твердой фазы в исходной смеси, а Кт2 – этом приобретает повышение степени гидратации це объемную концентрацию твердой фазы через опреде мента и закристаллизованности продуктов гидратации ленные сроки твердения цемента.

при помощи введения добавок ускорителей гидратации K т1 = c и, K т 2 = г г, (4) c и и твердения.

где c – кажущаяся плотность твердых компонентов га Целью настоящей работы является исследование зобетонной смеси в сухом состоянии, г/см3;

и – истин влияния минеральных добавок, ускорителей гидрата ции и полимерных добавок на процессы гидратации и ная плотность твердых компонентов газобетонной сме си, г/см3;

г – кажущаяся плотность газобетона в сухом твердения цемента в составе газобетонной смеси при c состоянии, г/см3;

г – истинная плотность газобетона в неавтоклавном способе получения газобетона. и сухом состоянии, г/см3.

Для исследования данных процессов использова лись объемные фазовые характеристики (концентрация Выбор добавок в исследованиях осуществлялся с твердой Кт, жидкой Кж и газообразной Кг фаз) и закон учетом их влияния на гидратацию и твердение цемента, постоянства объемного фазового состава дисперсных который является основным компонентом газобетон систем, согласно которому независимо от вида системы ной смеси. В качестве таких добавок были выбраны по и характера происходящих физико химических процес луводный гипс, микрокремнезем и поливинилацетат сов, в любой момент времени существования системы, ная дисперсия. В качестве ускорителей гидратации и сумма объемных концентраций твердой, жидкой и газо твердения были использованы добавки хлористого вой фаз, либо объемных долей твердой фазы и свобод кальция и сульфата алюминия.

ного пространства есть величина постоянная [1]. Ос В качестве основных компонентов газобетонной новным критерием оценки происходящих процессов смеси использовались портландцемент Топкинского является степень заполнения свободного порового про завода М 400, известь, газообразователь – алюминиевая странства N (2) и степень гидратации цемента г (3), ко пудра. При получении экспериментальных плотных об торые отражают особенности формирования структуры разцов использовались смеси с постоянным водотвер дым отношением В/Т = 0,65. Расход компонентов для твердеющей системы и интенсивность протекающих всех составов составлял на 1 м3 цемента 280 кг, извести процессов гидратации и твердения, выраженные через изменение объемной концентрации твердой фазы в об 2,5 кг, алюминиевой пудры 0,6 кг, стеарата N 0,3 кг, воды 182 л, расход добавок на 1 м3 замеса газобетонной разцах в процессе твердения.

смеси г/б = 300 кг/м3.

K т2 K т N=, отн. ед. (2) ;

Газобетонную смесь для исследования готовили 1 K т1 обычным способом. После приготовления смесь под K т2 K т1 вергали дегазированию, удалению газовой фазы, обра г =, отн. ед. (3) ;

зовавшейся в результате реакции газообразования. Час K т1 тично дегазированную смесь помещали в вакуум экси С ТРОИТЕЛЬНЫЕ М АТЕРИАЛЫ – НАУКА 1/2003 наука приложение к научно техническому журналу «Строительные Материалы» катор на 30 мин, после чего формовали опытные образ гидратации модельных образцов газобетона от времени цы и выдерживали их в камере нормального твердения твердения (рис. 3) видно, что, используя в качестве до в течение 1, 3, 6, 12, 16, 24 ч и 3, 7, 14, 28 сут. После бавки высокодисперсный микрокремнезем в количест указанного срока хранения у каждого образца опреде ве 3% от массы цемента, можно значительно повысить лялась средняя плотность во влажном состоянии вл2, и значения N и г.

по формуле Так, при добавлении микрокремнезема уже возрасте вл2 12 ч модельные образцы имеют N>0,4, причем с увеличе c2 =, (5) нием времени твердения это значение сначала остается по 1 + (B T )2 стоянным до возраста 3 сут., а затем непрерывно растет.

определялась кажущуяся плотность образцов в сухом Степень гидратации в течение всего периода твердения состоянии. В данной формуле (В/Т)2 – конечная абсо также повышается, достигая к возрасту 28 сут значения г = 0,86. Прочность газобетонных образцов с введением лютная влажность образцов, которая определялась с помощью термогравиметрического анализа в интервале микрокремнезема возросла до 0,99 МПа за счет того, что температур удаления свободной воды (20–105оС). вследствие своей чрезвычайно высокой дисперсности Истинная плотность гидратированного материала микрокремнезем обладает высокой реакционной способ определялась пикнометрическим методом у проб, пред ностью и уже в ранний период гидратации цемента взаи модействует при температуре поризации (35–40oС) с варительно обработанных абсолютным этиловым спир том и высушенных при 85–90оС. По отношению кажу гидроксидом кальция и образует высокодисперсные во щейся и истинной плотности определялась конечная локнистые кристаллы гидросиликатов кальция.

объемная концентрация твердой фазы Кт2. По извест При введении в смесь добавки поливинилацетатной ным значениям Кт1 и Кт2 вычисляли степень заполне дисперсии в количестве 1% от массы вяжущего ния свободного порового пространства (N) и степень (рис. 4, а) изменения исследуемых характеристик в за гидратации цемента в газобетонной смеси по формулам висимости от срока твердения модельных образцов га (2) и (3). зобетона практически не отличаются от образцов без Смесь без добавок (рис. 2) характеризуется невысоки добавок (рис. 2). Отличие состоит в том, что степень ги ми значениями степени заполнения свободного порового дратации модельной газобетонной смеси с добавкой 1% пространства и степени гидратации. Так N достигает по ПВА имеет более низкие значения в ранние сроки по рогового значения 0,4 только в возрасте 3 сут. При этом ризации (1–16 ч), чем смеси без добавок. Пороговое значение N = 0,4, соответствующее созданию стеснен дальнейшее увеличение срока твердения приводит к ин тенсивному развитию процессов твердения, о чем гово ного состояния в системе, после достижения которого рит довольно резкое увеличение значений степени за идет интенсивное твердение и набор прочности дости полнения свободного порового пространства и степени гается через 7 сут твердения образцов. При увеличении гидратации. Прочность при сжатии уже не модельных, содержания добавки поливинилацетатной дисперсии до 2% наблюдается заметное снижение N и г, что а реальных образцов газобетона со средней плотностью = 300 кг/м3 составляет Rcж = 0,63 МПа. свидетельствует о замедлении процессов гидратации Введение в газобетонную смесь при изготовлении цемента. Прочностные показатели газобетона плотнос тью 300 кг/м3 находятся на уровне газобетонных образ модельных образцов газобетона полуводного гипса в количестве 0,6% от массы цемента повышает значения цов без добавок, а иногда и ниже данного уровня.

N и г, график зависимости которых от времени тверде Подобное действие ПВА можно объяснить тем, что ния представлен на рис. 2. Пороговое значение степени полимер поливинилацетата замедляет обычные процес заполнения свободного порового пространства N = 0,4 сы гидратации цемента, но реагирует с ионами кальция достигается в более ранние сроки твердения – после 24 ч. и алюминия с образованием поперечно сшитой сетки Степень гидратации при введении гипса также увеличи полимера и ацетата кальция. Материал представляет со вается, и уже в возрасте 3 ч достигает значения более 60%. бой в основном зерна клинкера или продуктов гидрата Прочность при сжатии газобетонных образцов с до ции, диспергированные в непрерывной полимерной бавкой полуводного гипса и с плотностью 300 кг/м3 матрице [2].

повышается по сравнению с образцами без добавок до Для повышения степени гидратации цемента, как ос 0,84 МПа. Положительный эффект достигается в дан новного компонента газобетонной смеси, создающего ном случае за счет введения полуводного гипса в виде прочностные характеристики, необходимо применять гипсовой суспензии. Размер частиц полуводного гипса химические вещества – ускорители гидратации и тверде при приготовлении гипсовой суспензии в процессе ния. Такими веществами являются хлорид кальция и гидратации и превращения его в двуводный гипс, сульфат алюминия, которые, однако, по разному влияют уменьшается до размера коллоидных, что обеспечивает на процессы гидратации и твердения в газобетонной сме возможность равномерного распределения этих частиц си. Результаты испытаний представлены на рис. 5, а, б.

по всему объему перемешиваемой газобетонной смеси Хлорид кальция, введенный в газобетонную смесь, и повышает реакционную способность двуводного гип повышает значения степени заполнения свободного по са при его взаимодействии с гидроалюминатом каль рового пространства и степени гидратации. Уже после ция, образующимся при взаимодействии алюминия с твердения в течение 3 ч модельные образцы с добавкой СаСl2 имеют N = 0,39 и при дальнейшем твердении это гидроксидом кальция.

В результате взаимодействия гидроалюмината каль значение повышается. Степень гидратации в ранний пе ция и двуводного гипса связывается 31 молекула воды, и риод твердения также имеет высокие значения, а к возра сту 28 сут увеличивается до г = 0,86. Прочность при сжа образуются удлиненные призматические микрокрис тии газобетона плотностью 300 кг/м3 с добавкой хлорис таллы эттрингита, которые участвуют в формировании межпоровых перегородок и выполняют роль армирую того кальция довольно высокая 0,94 МПа.

щего материала. Дополнительно образующиеся микро Ускоряющее действие СаСl2 на процессы гидрата кристаллы гидросульфоалюмината кальция (эттрингит) ции и твердения можно объяснить следующими мо снижают величину свободного порового пространства в ментами:

межпоровых перегородках и увеличивают объемную – хлорид кальция, присоединяясь к алюминатной и концентрацию твердой фазы и прочность образцов. ферритной фазам, образует соединения, являющие Из зависимости изменения во времени степени за ся центрами кристаллизации при гидратации сили полнения свободного порового пространства и степени катных фаз;

С ТРОИТЕЛЬНЫЕ М АТЕРИАЛЫ – НАУКА 1/ наука приложение к научно техническому журналу «Строительные Материалы» а) б) в) г) д) Рис. 6. Диаграммы изменения фазового состава газобетонной смеси без добавок (а) и с добавками ПВА – 2% (б), полуводного гипса (в), ми крокремнезема (г) и хлорида кальция (д) в процессе гидратации и твердения и в процессе поризации.

Точки:

1) Значение Кт в различные сроки твердения: 1 – 1 ч, 2 – 3 ч, 3 – 6 ч, 4 – 12 ч, 5 – 16 ч, 6 – 1 сут, 7 – 3 сут, 8 – 7 сут, 9 – 14 сут, 10 – 28 сут 2) Значение прироста твердой фазы при гидратации цемента в различ ные сроки: а – 1 ч, б – 3 ч, в – 6 ч, г – 12 ч, д – 16 ч, е – 1 сут, ж – 3 сут, з – 7 сут, и – 14 сут, к – 28 сут Линии:

Кт1 – 1 10 – линия гидратации и твердения цемента в составе газобе тонной смеси;

Кт1М – линия поризации газобетонной смеси;

КтА – ли ния, ограничивающая поровое пространство (1 Кт1) модельных образ цов газобетона С ТРОИТЕЛЬНЫЕ М АТЕРИАЛЫ – НАУКА 1/2003 наука приложение к научно техническому журналу «Строительные Материалы» – гидросиликаты кальция, образующиеся в присутст ная линия МН показывает местоположение точки Н, вии СаСl2 с низким отношением CаО/SiО2, обеспечи характеризующей фазовый состав газобетона высушен вают формирование зародышей для ускоренной крис ного до постоянной массы, то есть при отсутствии сво таллизации гидросиликатов кальция. В присутствии бодной воды. На диаграммах видно, что точка конечно СаСl2 ускоряется реакция между С3А и CaSO42H2O;

го фазового состава газобетона при поризации точка М – образование адсорбционного комплекса, содержащего находится на разном уровне, который зависит от вели хлорид ион на гидратированной поверхности С3А, чины начальной концентрации твердой фазы Кт1. Так, при низком Кт1 = 0,31 (рис. 6, б, в) значение Кт2 также способствует ускоренной гидратации цемента;

низкое и равно 0,092. При более высоком Кт1 = 0, – хлорид кальция понижает рН жидкой фазы и спо собствует гидратации силикатной фазы [3]. (рис. 6, а, г, д) значение Кт2 повышается до 0,11 при равном конечном содержании газовой фазы Кг2 = 0,711.

Добавка же сульфата алюминия незначительно влияет на процессы гидратации и твердения мо Вспомогательные линии (Кт а к) на диаграммах от ражают прирост твердой фазы Кт = Кт2–Кт1 в резуль дельной газобетонной смеси. Значения N порогового достигают только после 14 сут твердения, степень тате гидратации и твердения газобетонной смеси в нор гидратации также в ранний период гидратации имеет мальных условиях. Крайняя точка 10 является отраже низкие значения, и повышаются только после 16 ч нием фазового состава газобетона в возрасте 28 сут. Ус твердения. Все же по сравнению с модельными образ ловно в данном возрасте заканчивается процесс тверде цами газобетона без добавок данные характеристики ния смеси, то есть достигается конечная прочность об выше, то есть добавка сульфата алюминия несет разцов или изделий. Чем ближе находится точка 10 к слабый ускоряющий эффект. Ускоряющее действие прямой КтА и чем круче и выше поднимается линия из сульфата алюминия связано с взаимодействием суль менения фазового состава газобетонной смеси, тем фат иона SO42 с продуктами гидратации цемента и полнее идут процессы гидратации и твердения. Указан реакции газообразования с образованием гидросуль ная пограничная прямая КтА характеризует поровое фоалюминатов кальция. пространство плотных модельных образцов газобетона, Незначительное влияние сульфата алюминия на ги заполнение которого продуктами гидратации определя дратацию и твердение цемента в составе газобетонной ет полноту протекания процессов гидратации и тверде смеси можно объяснить большим содержанием алюми ния газобетонной смеси.

ната кальция, образующегося при взаимодействии алю Анализируя представленные диаграммы изменения миния с известью, поэтому введение дополнительного фазового состава смеси в процессе гидратации и тверде количества ионов Al3+ не вносит значительных измене ния газобетонной смеси, можно сказать, что добавки ний. Прочностные показатели образцов газобетона полуводного гипса и микрокремнезема положительно плотностью 300 кг/м3 ниже по сравнению с газобето влияют на их протекание, увеличивая значения степени ном с СаСl2, однако на 30% выше прочности образцов гидратации, но наиболее полно процессы гидратации и такой плотности без добавок и составляет 0,81 МПа. твердения проходят в газобетонной смеси с добавкой Добавка Al2(SO4)3 будет более эффективна при гидрата хлорида кальция.

ции и твердении цемента в составе смеси при изготов Таким образом, на основании проведенных иссле лении пенобетона. дований можно сделать вывод, что для улучшения каче Основой для графического изображения изменений ства межпоровой перегородки и повышения прочности фазового состава гидратирующейся и твердеющей газо газобетона неавтоклавного твердения необходимо вво бетонной смеси в тройной системе координат Кт Кж дить тонкодисперсные добавки, обладающие значи Кг (рис. 6) является закон постоянства объемного фазо тельно меньшей истинной плотностью по сравнению с вого состава дисперсных систем. Данное графическое цементом, либо добавки, способные уже в период пори изображение выступает как фазовый портрет процессов зации газобетонной смеси образовывать или генериро гидратации и твердения газобетонной смеси, на кото вать высокодисперсную гидратированную твердую фа ром можно проследить траекторию развития процессов зу, которая, располагаясь между зернами цемента, зна во времени. чительно сокращает величину начального свободного Построение фазовых портретов для образцов с раз порового пространства в межпоровой перегородке. На личными добавками ведется по методу, изложенному в иболее эффективными добавками для этого являются [1], и заключается в следующем. По известным значе полуводный гипс в виде суспензии двуводного гипса, ниям Кт2 и Кт проводим вспомогательные линии, при высокодисперсный микрокремнезем, а также хлорид пересечении которых находим точки 1 10. Кт = кальция – ускоритель гидратации. Добавление данных (Кт2–Кт1) характеризует прирост твердой фазы в про веществ в газобетонную смесь позволяет в более корот цессе гидратации цемента в составе газобетонной смеси кое время достигнуть стесненного состояния (N0,4), и откладывается на стороне КжА треугольника КжКтА. при котором создаются условия для перекристаллиза Отрезок КжА характеризует величину свободного поро ции продуктов гидратации и интенсивного твердения вого пространства (Кж+Кт) = 1Кт. При протекании газобетонной смеси. При этом прочность газобетона процессов гидратации и твердения величина началь неавтоклавного твердения с добавками выше на ного порового пространства в образце уменьшается на 30–60% прочности неавтоклавного газобетона извест величину Кт = (Кт2Кт1). На рис. 6 представлены ных составов. Указанные добавки можно вводить в фазовые портреты гидратации и твердения модельных газобетонную смесь в виде комплексной добавки, дей образцов газобетона неавтоклавного твердения с ствие которой будет складываться из влияния отдель объемной массой г/б = 300 кг/м3 и водотвердым отно ных компонентов.

шением В/Т = 0,65 без добавок (а), с добавкой ПВА – Список литературы 2% (б), с добавкой полуводного гипса (в), с добавкой микрокремнезема (с) и хлорида кальция (д).

1. Лотов В.А. Фазовый портрет процессов гидратации На диаграммах представлено два важнейших про цесса, происходящих при получении газобетона: про и твердения цемента // Строит. материалы. 2002.

цесс поризации смеси – прямая Кт1М и процесс гидра № 2. С. 15–17.

2. Тейлор Х. Химия цемента. М.: Мир. 1996. С. 100.

тации и твердения – Кт110. Прямая Кт1М является 3. Рамачандран В., Фельдман Р., Бодуен Дж. Наука о бе геометрическим местом точек, отражающих состав га зобетонной смеси в процессе ее поризации. Пунктир тоне. М.: Стройиздат. 1986. 278 с.

С ТРОИТЕЛЬНЫЕ М АТЕРИАЛЫ – НАУКА 1/ наука приложение к научно техническому журналу «Строительные Материалы» А.А. ЛАУКАЙТИС, д р техн. наук, директор института «Термоизоляция» Вильнюсского Технического Университета им. Г едиминаса (Вильнюс, Литва) Влияние добавки горбушки на свойства формовочной смеси и прочность ячеистого бетона В производстве ячеистого бето силиката и газобетона на смешан В качестве порообразователя на при снятии горбушки и резке ном вяжущем (извести и портланд применялась алюминиевая пудра массива на изделия создаются отхо цемента) на свойства формовочной ПАП 1, депарафинизированная суль ды, которые либо выбрасываются, смеси и прочность изделий. фонолом (20 г/кг).

либо используются в штукатурных Образцы формовали в формах Активность формовочной смеси работах, а иногда возвращаются в размерами 340340400 мм. Квар газосиликата составляла 17,19 и производство. цевый песок мололи мокрым спо 21%, водотвердое отношение (В/Т) Известно [1], что отходы можно собом до удельной поверхности 0,58 (учитывая и воду в горбушке), 300 м2/кг. Минералогический со использовать. В специальной емкос добавка горбушки 10, 20, 30% (в пе ти сырец горбушки перемешивается став портландцементного клинке ресчете на сухую массу), расход с водой после промывки смесителя и ра, %: C3S – 63,63, C2S – 10,55, ПАП 1 – 0,22% от массы сухих ком попадает в специальный шламбас C4AF – 12,22, начало схватывания – понентов.

сейн для дальнейшего использова 60 мин, конец – 600 мин. Известно [3], что в производст ния в производстве ячеистого бето Использовали молотую известь ве силикатных изделий замена из на. Однако не указываются техноло Вильнюсского АО «Силикатас». Ее ха вести кипелки гашеной известью гические аспекты их применения. рактеристики: содержание активных уменьшает их прочность. Поэтому Такие исследования проведены СаО и МgO – 50–56%, сроки гашения отходы сырца вводили дополни 16 мин, температура гашения – 58оС, в институте «Термоизоляция» [2]. тельно (не уменьшая активности тонкость помола 420 м2/кг.

В настоящей статье приведены формовочной смеси).

результаты исследования примене Химический состав сырьевых При расчете компонентов смеси ния добавки сырца горбушки газо материалов приведен в табл. 1. газобетона на смешанном вяжущем Таблица Содержание оксидов, % Компонент п.п.п.

SiO2 Al2O3 Fe2O3 SO3 R2O CaO MgO Песок 89,77 4,55 0,63 3,1 0,25 0,46 0,44 1, Известь 3,13 0,99 0,16 81,83 1,4 1,03 0,59 10, Клинкер портландцемента 20,42 5,01 4,02 64,49 3,86 0,72 0,76 0, Таблица Предел прочности при сжатии, Активность с рас Плотность Активность Расход сырца Предел прочности пересчитанный к плотности четом добавки изделий, кг/м смеси горбушки, % при сжатии, MПa 350 кг/м3, MПa горбушки, % – 17 341 1 1, 10 18,7 338 1,16 1, 20 20,4 322 1,19 1, 30 22,1 316 1,25 1, – 19 338 1,11 1, 10 20,9 336 1,32 1, 20 22,8 330 1,43 1, 30 24,7 323 1,46 1, – 21 339 1,2 1, 10 23,1 335 1,4 1, 20 25,1 332 1,47 1, 30 27,6 330 1,38 1, С ТРОИТЕЛЬНЫЕ М АТЕРИАЛЫ – НАУКА 1/2003 наука приложение к научно техническому журналу «Строительные Материалы» Рис. 1. Влияние количества добавки сырца Рис. 2. Влияние количества добавки сырца Рис. 3. Влияние добавки сырца горбушки на горбушки на вспучивание формовочной смеси горбушки на температуру формовочной сме консистенцию формовочной смеси газосилика газосиликата: 1 – 0;

2 – 10%;

3 – 20%;

4 – 30% си газосиликата та. Активность смеси: 1 – 17%;

2 – 19%;

3 – 21% условно принято исходное соотно ности смеси 21% расплыв по Сут R ф пр R пр = шение песка и цемента 1:1. Часть тарду уменьшается на 11,76%, при, ф цемента (50 и 70%) заменена экви 30% – 35,29% (рис. 3, кривая 3), а валентным количеством извести по при активности смеси 17% эти циф методике [4]. где Rпр – пересчитанная прочность ры составляют 5,7 и 18,91% соответ С целью избежания высыхания изделий при выбранной плотности, ственно (рис. 3, кривая 1).

и карбонизации отходов горбушки МПа;

Rф – фактическая прочность, С повышением расхода порт МПа;

пр – выбранная для пересче они хранились в полиэтиленовых ландцемента в составе смешанного та плотность изделий, кг/м3 ф – мешках. вяжущего влияние добавки сырца Компоненты формовочной смеси фактическая плотность, МПа. горбушки на изменение консистен перемешивали в такой последователь Добавка сырца горбушки замедля ции формовочной смеси газобетона ности: вода, отходы шлама, отходы ет вспучивание формовочной смеси на смешанном вяжущем уменьша горбушки, портландцемент, известь, ячеистого бетона и снижает ее макси ется (рис. 4). Например, при содер суспензия алюминиевой пудры. мальную температуру (рис. 1 и 2). жании количества портландцемента Автоклавная обработка изделий С добавкой отходов горбушки в составе смешанного вяжущего производилась по режиму 2+10+2 ч, из за их большой дисперсности те 30% и добавке 10% отходов расплыв изотермическая выдержка при дав кучесть формовочной смеси умень по Суттарду уменьшается на 6,2%, а лении пара 0,8 МПа. шается (рис. 3). С повышением ак при 50% – 44% (рис. 4, кривая 1 и 2).

Плотность и прочность при сжа тивности формовочной смеси влия Добавка отходов сырца горбуш тии образцов определены стандарт ние добавки отходов горбушки на ки повысила прочность изделий ными методами. Прочность при консистенцию формовочной смеси при сжатии. Например, при добавке сжатии для выбранной плотности также повышается. Например, при 10% и активности смеси 17%, проч определена по формуле: добавке этих отходов 10% и актив ность изделий при сжатии повыси Таблица Предел прочности Соотношение Плотность, Расход Срок выдержки Предел прочности при сжатии, пересчитанный извести и порт кг/м горбушки, % горбушки, ч при сжатии, MПa к плотности 350 кг/м3, MПa ландцемента, % – – 345 1,2 1, 10 2 331 1,22 1, 70: 20 2 323 1,25 1, 30 2 311 1,2 1, – – 341 1,14 1, 10 2 327 1,18 1, 50: 20 2 315 1,2 1, 30 2 310 1,22 1, – – 354 1,22 1, 10 16 342 1,18 1, 70: 20 16 329 1,12 1, 30 16 320 1,06 1, – – 351 1,12 1, 10 16 334 1,08 1, 50: 20 16 320 1,1 1, 30 16 312 1,06 1, С ТРОИТЕЛЬНЫЕ М АТЕРИАЛЫ – НАУКА 1/ наука приложение к научно техническому журналу «Строительные Материалы» Таблица Количество сухих Плотность шлама, кг/л Количество воды, кг материалов, кг 1,23 0,31 0, 1,24 0,345 0, 1,25 0,38 0, 1,26 0,415 0, 1,27 0,45 0, 1,28 0,485 0, 1,29 0,52 0, Рис. 4. Влияние количества добавки сырца 1,3 0,55 0, горбушки на консистенцию формовочной сме си газобетона. Соотношение извести и порт 1,31 0,59 0, ландцемента в вяжущем: 1 – 50:50;

2 –70: 1,32 0,625 0, лась на 18%, при активности 19% – на 18,48% и при 21% на 19,68%. 1,33 0,66 0, При добавке отходов 20%, эти цифры соответственно 34,28%, Таблица 31,96% и 28,34%. Дальнейшее повы шение добавки отходов (до 30%) по Количество сухих Плотность шлама, кг/л Количество воды, кг вышает прочность изделий незна материалов, кг чительно, а при активности смеси 1,34 0,695 0, 21% прочность даже снижается.

Повышение прочности изделий 1,35 0,73 0, с добавкой отходов горбушки мож 1,36 0,765 0, но объяснить повышением общего количества вяжущего, снижением 1,37 0,8 0, максимальной температуры формо 1,38 0,835 0, вочной смеси, что ведет к образова нию более равномерной структуры, 1,39 0,87 0, а тем самым и большей прочности 1,4 0,905 0, изделий. Это потверждено ранее на 1,41 0,94 0, ми выполненными работами [5, 6].

В производственных условиях не 1,42 0,975 0, всегда удается сразу вернуть отходы 1,43 0,01 0, горбушки в производство. Поэтому эти отходы выдержали 2 и 16 часов. 1,44 1,045 0, Установили, что горбушка, выдер жанная 16 ч после срезки, оказывает 2. Laukaitis A. Influence of techno меньшее влияние на прочность из замедляет вспучивание формовоч делий по сравнению с горбушкой, ной смеси и снижает максимальную logical factors on porous concrete выдержанной 2 ч (табл. 3). Напри ее температуру, что создает условия formation mixture and product мер, при соотношении вяжущего для формирования более равномер properties. Summary of the re известь : портландцемент 70:30% до ной макроструктуры. search report presented for habilita бавка 10% горбушки, выдержанной Добавка сырца горбушки умень tion. Kaunas. 1999. 70 p.

3. Сулименко Л.М. Технология ми в воздухе 2 ч по сравнению с кон шает текучесть формовочной сме трольным образцом повысила проч си, однако ее влияние зависит от неральных вяжущих материалов ность при сжатии на 10,56%, а вы вида ячеистого бетона: с увеличени и изделий на их основе. М.: Выс держанная в воздухе 16 ч – только ем активности формовочной смеси шая школа. 2000. 304 с.

4. Лаукайтис А.А. Влияние струк 3,36%. При соотношении вяжущего газосиликата это влияние повыша 50:50%, эти цифры соответственно ется, а с повышением доли порт туры ячеистого бетона на его были 12,5 и 6,3%. При более продол ландцемента в смешанном вяжу свойства // Техника и техно жительной выдержке горбушки щем – уменьшается. логия силикатов. 1988. Т. 5.

портландцемент гидратируется и Добавка сырца горбушки на № 1–2. С. 2–7.

5. Лаукайтис А.А., Биховскис А.Е.

твердеет, и применять этот отход в 20–30% повышает прочность изде качестве добавки не рационально. лий при сжатии. Оптимальное ее Исследование технологических Поэтому свежесрезанную горбушку количество 20 %. В производстве га параметров производства и не целесообразно перемешивать с во зосиликата влияние добавки сырца которых свойств модификаци дой в отдельном шламбассейне и до горбушки на прочность изделий бо онных звукопоглощающих плит зировать ввиде отдельного компо лее заметно. «силакпор» // Сб. трудов ВНИ нента, пересчитав сухие компонен Итеплоизоляция. Вильнюс.

Список литературы ты и воду по нижеприведенным 1983. С. 3–8.

1. Сажнев Н.Н., Гончарик В.Н., Гар 6. Лаукайтис А.А. Влияние темпе табл. 4 и 5. Порядок перемешивания нашевич Г.С., Соколовский Л.В.

компонентов указан в методике. ратуры воды на разогрев формо В результате научных исследова Производство ячеистобетонных вочной смеси и свойства ячеис ний можно заключить, что добавка изделий. Теория и практика. того бетона // Строит. материа сырца горбушки ячеистого бетона Минск: Стринко. 1989. 284 с. лы. 2002. № 3. С. 37–39.

С ТРОИТЕЛЬНЫЕ М АТЕРИАЛЫ – НАУКА 1/2003 наука приложение к научно техническому журналу «Строительные Материалы» В.В. БЕЛОВ, канд. техн. наук, (Тверской государственный технический университет, Тверь) Влияние капиллярного структурообразования в сырьевой смеси силикатного кирпича на его свойства Системные исследования структурных факторов уп чаных смесей Тверского КСМ 2 с активностью 6,5;

7,4;

равления сопротивлением силикатных автоклавных ма 8,6 и 10% при различной влажности в интервале 4–14% териалов разрушению при механическом нагружении формовались образцы в виде цилиндров диаметром и вы сотой 65 мм с постоянной средней плотностью 1,8 г/см [1] показали взаимосвязь типа цементации (структуры силикатного микробетона) с основными механически по сухому веществу. При каждой влажности смеси изго ми свойствами материала. При этом установлено, что товлялись три образца близнеца. Эти образцы подверга оптимальный тип структуры характеризуется опти лись автоклавной обработке по различным режимам вме мальным количеством связей в единице объема, что сте с партиями силикатного кирпича и газосиликатных связано с определенным количеством активного оксида изделий. После автоклавной обработки образцы высуши кальция. В то же время исследования по структурно то вались до постоянной массы и испытывались на сжатие.

пологическим особенностям кинетических процессов в На рис. 1 представлены зависимости предела проч ности при сжатии Rсж трех серий силикатных образцов строительном материаловедении [2] свидетельствуют о том, что не меньшее значение, чем количество цемен после автоклавной обработки от влажности сырьевой тирующего вещества, имеет характер его распределения смеси с активностью 8,6%, из которой образцы были в представительском объеме. изготовлены. Образцы первой серии проходили авто Капиллярное структурообразование в бинарных сис клавную обработку вместе с газосиликатными изделия темах, состоящих из грубодисперсной и тонкодисперс ми по режиму 1,5+11+1,5 ч при давлении пара 0,8 МПа.

ной фракций, к которым относятся смеси заполнителя Образцы второй и третьей серий запаривались вместе с и минерального вяжущего, в частности, известково пес силикатным кирпичом по режиму 1,5+6+1,5 ч при дав чаные смеси, приводит к налипанию частиц вяжущего на лении пара 1 МПа. При этом образцы второй серии пе поверхность зерен заполнителя с образованием агрега ред автоклавной обработкой высушивались до постоян тов глобул. Причем степень этого налипания при различ ной массы, а образцы первой и третьей серий устанав ной влажности неодинакова [3]. Это главное следствие ливались в автоклав сразу после формования, то есть во действия капиллярного сцепления в известково песча влажном состоянии. На том же рис. 1 показана зависи ных смесях будет связано с характером распределения це мость насыпной плотности в пересчете на сухое вещест ментирующего вещества в объеме материала. во данной смеси от ее влажности.

Целью данной работы являлось выяснение первона На рис. 2 представлены данные, характеризующие чальных условий формирования этого распределения изменение предела прочности при сжатии силикатных в сырьевых смесях силикатного кирпича под действием образцов, прошедших автоклавную обработку вместе с капиллярного сцепления и его влияния на свойства си силикатным кирпичом, а также зависимости насыпной ликатного кирпича. плотности в пересчете на сухое вещество сырьевых сме Изучение влияния капиллярного структурообразова сей с различной активностью, из которых эти образцы ния на прочность силикатного камня на первом этапе были изготовлены, от влажности смесей. В последних производилось на лабораторных образцах, изготовленных опытах образцы устанавливались в автоклав сразу после по технологии силикатного кирпича. Из известково пес формования во влажном состоянии.

Рис. 1. Зависимости насыпной плотности сырьевой смеси и предела Рис. 2. Зависимости насыпной плотности сырьевой смеси и предела прочности при сжатии силикатных образцов от влажности смеси при прочности при сжатии силикатных образцов от влажности смеси при разных условиях получения образцов: 1 – режим 1,5+11+1,5 ч, 0,8 МПа, ее различной активности: 1 – 6,5%;

2 – 7,4%;

3 – 10% влажный сырец;

2 – 1,5+6+1,5 ч, 1 МПа, высушенный сырец;

3 – то же, влажный сырец С ТРОИТЕЛЬНЫЕ М АТЕРИАЛЫ – НАУКА 1/ наука приложение к научно техническому журналу «Строительные Материалы» На втором этапе проверили возможность выпуска утолщенного пустотелого силикатного кирпича при оп тимальной влажности смеси и увеличенной максималь ной глубине засыпки пресс форм прессов СМ 816 (ис ходя из уменьшения плотности засыпки сырьевой смеси в пресс формы). Оказалось, что конструкция пресса СМ 816 (величина рабочего хода прессующего поршня) позволяет увеличить максимальную глубину засыпки до необходимой величины (165 мм) только для половины пресс форм. Кроме того, эксперименты показали, что разгрузка смеси повышенной влажности из бункеров прессов в пресс мешалки при помощи тарельчатых пи тателей является неэффективной вследствие зависания смеси в бункере из за ее пониженной сыпучести и уве личенного угла естественного откоса. Указанные обсто ятельства обусловили следующий порядок проведения экспериментов в производственных условиях.

Приготовление смеси с оптимальной влажностью Рис. 3. Результаты испытаний на сжатие силикатного кирпича осуществлялось непосредственно в пресс мешалке, а опытной ( ) и контрольной партий ( ) формование сырца из этой смеси производилось с ис Экспериментальные данные показывают, что пре пользованием двух реконструированных пресс форм с дел прочности при сжатии силикатных образцов при глубиной засыпки 165 мм. В экспериментах применя одной и той же средней плотности сырца по сухому ве лась рядовая известково песчаная смесь с активностью ществу с увеличением влажности сырьевой смеси, из 6,5%, на которой в это время работал цех. После увлаж которой сырец был изготовлен, увеличивается, достига нения смеси до оптимальной влажности 7%, опреде ет максимума при определенной влажности, а затем ленной по минимуму насыпной плотности для этой уменьшается (рис. 1). То же самое наблюдалось и для смеси, формовался утолщенный пустотелый силикат образцов, изготовленных из смесей с различной актив ный кирпич (опытная партия). Для сравнения из той же ностью (рис. 2). Данный характер зависимости справед смеси с влажностью 4,5%, на которой до этого работал лив как для образцов, установленных в автоклав во цех, формовался кирпич контрольной партии. На той и влажном состоянии сразу после формования, так и для другой влажности смеси брак при формовании сырца образцов, предварительно высушенных (рис. 1). При не наблюдался. Средняя плотность сырца во влажном состоянии в опытной партии была равна 1,94 г/см3, а в этом максимальная прочность образцов силикатного контрольной – 1,9 г/см3, что соответствует одной и той кирпича независимо от активности смеси, режима авто же плотности 1,8 г/см3 в пересчете на сухое вещество.

клавной обработки, а также от того, в каком состоянии, влажном или высушенном до постоянной массы, запа Автоклавная обработка кирпича контрольной и опыт ривался сырец, достигается при влажности сырьевой ной партий производилась в одном автоклаве по режи смеси, соответствующей минимуму ее насыпной плот му 2+6+1,5 ч при изотермической выдержке под давле ности в пересчете на сухое вещество, то есть при влаж нием 1 МПа. После запарки производились испытания ности максимального глобулирования Wмг. каждой партии кирпича на прочность при сжатии и из Влияние влажности сырьевой смеси на прочность сили гибе, водопоглощение и морозостойкость.

катных изделий – известный факт, однако объясняют его Результаты испытаний на сжатие силикатного кирпи по разному. Распространенная точка зрения Ю.М. Бутта ча опытной и контрольной партий (рис. 3) показывают и Л.Н. Рашковича [4] об увеличении скорости образования увеличение прочности при сжатии кирпича, выпущенно гидросиликатов кальция и, следовательно, прочности си го при оптимальной влажности смеси, которая соответст ликатного камня с увеличением количества жидкой фазы вует ее максимальному глобулированию, по сравнению с в порах сырца в процессе автоклавной обработки, не может кирпичом контрольной партии. Среднее значение преде объяснить данные, характеризующие прочность образцов, ла прочности при сжатии образцов опытной партии со которые предварительно высушивались до постоянной ставило 24,8 МПа, что на 32% больше этого показателя массы (рис. 1). И в этом случае предел прочности силикат (18,8 МПа) для образцов контрольной партии.

ных образцов достигает максимума при влажности смеси, По другим нормативным показателям кирпич опыт соответствующей минимуму ее насыпной плотности ной и контрольной партий удовлетворял требованиям в пересчете на сухое вещество. Следовательно, прочность ГОСТ 379. Среднее значение предела прочности при из силикатного камня при одинаковой пористости сырца за гибе в том и другом случае составило соответственно 2,9 и висит, главным образом, не от его влажности перед авто 2,7 МПа, водопоглощение – 13,7% и 13,9%, а марка по клавной обработкой, а от влажности сырьевой смеси. Тот морозостойкости – F25. Как отмечалось ранее, в техноло факт, что значения влажности, при которых достигаются гии силикатного кирпича для обеспечения нормальной максимальная прочность готовых изделий, и минимальная работы автомата укладчика требуется определенная насыпная плотность в пересчете на сухое вещество сырье прочность сырца при сжатии (не менее 0,25 МПа [5]).

вой смеси, совпадают, служит убедительным доказательст Экспериментальные данные показали, что при уве вом влияния капиллярного структурообразования на проч личении влажности до ее оптимальной величины из ус ность силикатного камня, так как именно при этой влажно ловия достижения наибольшей прочности готового сти Wмг глобулярная структура смеси достигает своего мак кирпича прочность сырца снижается в среднем на 40% симального развития. по сравнению с этим показателем для влажности 4–5%.

Таким образом, условие повышения прочности сили Поскольку в среднем предел прочности при сжатии катного камня – увеличение концентрации тонкодис кирпича сырца при прежней влажности составлял персных частиц извести и песка на поверхности и в зонах 0,4–0,5 МПа, то указанное снижение прочности сырца контакта зерен заполнителя, – выполняется при образо не могло привести к его браку, так как и в этом случае вании глобул в сырьевой смеси в процессе ее перемеши предел прочности будет более 0,25 МПа. Результаты вания при оптимальной влажности в результате капил производственных испытаний подтвердили это предпо лярного структурообразования. ложение. Среднее значение предела прочности при С ТРОИТЕЛЬНЫЕ М АТЕРИАЛЫ – НАУКА 1/2003 наука приложение к научно техническому журналу «Строительные Материалы» сжатии образцов кирпича сырца опытной партии ока первоначальной засыпки, рекомендуется использо залось равным 0,31 МПа, и как было отмечено, брака вать оптимальную влажность смеси, соответствую при формовании сырца не наблюдалось. щую ее максимальному глобулированию.

Данные специальных исследований по уплотнению – С целью недопущения брака при формовании сырца прессованием известково песчаных смесей показали, при оптимальной влажности смеси необходима более что при увеличении влажности смеси с 4–5% до опти точная регулировка давления в пневмозахватах автома мального значения требуется меньшее (на 25–30%) дав та укладчика и применение укладки сырца на вагонет ление прессования для получения сырца той же плотно ки в положение «на ложок». Обеспечение необходимой сти по сухому веществу. В ходе заводских опытов это прочности сырца, а также повышение теплотехничес положение подтвердилось. По показаниям амперметра, ких свойств готовых изделий, может быть достигнуто установленного на прессе, было отмечено уменьшение повышением пустотности кирпича и лучшим уплотне максимального давления прессования смеси с опти нием смеси при оптимальной влажности за счет соот мальной влажностью. При этом средняя плотность кир ветствующего изменения конструкции пресс форм.

пича сырца контрольной и опытной партий в пересчете на сухое вещество была примерно одинакова (1,8 г/см3). Список литературы 1. Чернышов Е.М., Дьяченко Е.И. Системные исследо Производственная проверка предложений по управ лению процессом формования и свойствами готовых вания структурных факторов управления сопротив изделий в производстве силикатного кирпича на основе лением силикатных автоклавных материалов разру регулирования капиллярного сцепления в сырьевых шению при механическом нагружении // Изв. вузов.

смесях позволяет сделать следующие выводы. Строительство. 1996. № 6. С. 44 53.

2. Бобрышев А.Н., Соломатов В.И., Авдеев Р.И., Козома – При использовании обычного формовочного обору зов В.Н., Корвяков В.Г. Структурно топологические дования, например, прессов СМ 816, в производст ве силикатного кирпича целесообразно применять особенности кинетических процессов // Вестник влажность сырьевой смеси 5,5–6%. При этой влаж отделения строительных наук РААСН. Вып. 3. М.

ности и максимальной глубине засыпки пресс форм 2000. С. 109–114.

3. Белов В.В. Капиллярное структурообразование в 145 мм может быть получен сырец с необходимой плотностью и прочностью, а готовый кирпич – с по дисперсных системах, применяемых для производ вышенной прочностью по сравнению с влажностью ства строительных материалов // Изв. вузов. Строи смеси 4–5%. тельство. 2002. № 9. С. 46–51.

4. Бутт Ю.М., Рашкович Л.Н. Твердение вяжущих при – При условии модернизации формовочного оборудо вания путем увеличения глубины засыпки пресс повышенных температурах. М.: Стройиздат. 1961.

5. Жданов Г.Ф. Исследование основных параметров ав форм на 15–20% или, что предпочтительнее, путем предварительного уплотнения смеси с помощью ви томата и условий механизации съема силикатного брации или другого способа калибровки плотности кирпича сырца. Автореф. канд. дисс. Воронеж. 1973.

С ТРОИТЕЛЬНЫЕ М АТЕРИАЛЫ – НАУКА 1/ наука приложение к научно техническому журналу «Строительные Материалы» С.В. ФЕДОСОВ, член корреспондент РААСН, д р техн. наук, С.М. БАЗАНОВ, канд. техн. наук (Ивановская государственная архитектурно строительная академия) Оценка коррозионной стойкости бетонов при образовании и росте кристаллов системы эттрингит-таумасит Проблема долговечности зда дорожных сооружений, в элементах Однако результатами последних ний, сооружений, строительных конструкции мостов, а также бетон исследований [1, 2] доказано, что на конструкций и материалов широко ных конструкций, подвергающихся ряду с эттрингитом в бетонах, находя изучается во всем мире. Стойкость воздействию агрессивной среды в щихся под воздействием сульфатных и долговечность строительных ма процессе многократного заморажи сред, образуется таумасит. Кристал териалов и конструкций рассматри вания и оттаивания. лохимические формулы, показанные вались на международных конгрес Воздействие сульфатов на це в табл. 1, отражают подобие структур сах и конференциях. Важное место ментный камень вызывает химичес эттрингита и таумасита. Эта схожесть среди этих вопросов занимает во кие реакции, результатом которых определяет возможность перехода эт прос о коррозии бетона. является образование и рост крис трингита в таумасит в результате изо Сложность химического состава таллов. Этот рост сопровождается морфного замещения алюминия на кремний и группы [(SO4)32H2O] на цементов и разнообразие агрессив возникновением внутренних на группу [(SO4)2(СО3)2].

ных сред породило множество на пряжений, что приводит к деформа правлений в исследованиях процес циям, трещинообразованию, поте Таким образом, образование та сов коррозии бетона и железобето ре прочности, и, в конечном счете, умасита требует изучения новых на. Одной из наиболее сложных разрушению бетона. До недавнего способов защиты бетона от корро проблем в изучении этих процессов времени считалось, что причиной зии в сульфатных средах, особенно, является коррозия бетона в суль таких процессов является образова если учесть, что существующие на фатных средах. На практике, суль ние и рост кристаллов эттрингита. сегодняшний день методы защиты фатная коррозия встречается в бе Кристаллическая структура эттрин основаны на ограничении содержа тоне подземных, гидротехнических, гита и таумасита приведена в табл. 1. ния алюминатной составляющей Таблица а) а0 = 11,23 А;

с0 = 21,44 А;

n0 = 1,468;

nе = 1,462;

а = 9,73;

5,616 А а = 4,69;

3,88;

2,77 А Эттрингит Са6[Al(OН)6]224H2O[(SO4)32H2O] Са6[Si(OН)6]224H2O[(SO4)2(CO3)2] Таумасит а0 = 10,90 А;

с0 = 18,29 А;

n0 = 1,502;

nе = 1,480;

а = 9,66;

5,535 А а = 4,582;

3,792;

2,714 А Обозначения: а0, с0 – параметры элементарной ячейки кристаллов;

n0, nе – показатели светопреломления одноосных кристаллов.

б) Таблица Продолжительность Эттрингит Таумасит воздействия агрес о о о 18оС 4С 18 С 4С сивной среды, мес 0 – – – – + 2 – – – + + 4 – – + ++ + 6 – ++ +++ + 8 – + +++ +++ ++ Примечание. В таблице знаки (+), (++), (+++) указывают на незначительное Рис. 1. Рентгенофазовый анализ бетона по (до 2%), среднее (2–5%) и высокое (свыше 5%) содержание новообразования прошествии 6 мес воздействия 5% раствора сульфата натрия: а – при температуре +18–22оС;

соответственно, а знак (–) на его отсутствие.

б – при температуре +0–4оС С ТРОИТЕЛЬНЫЕ М АТЕРИАЛЫ – НАУКА 1/2003 наука приложение к научно техническому журналу «Строительные Материалы» +18–22оС – кристаллов эттрингита. дуктов коррозии [3, 4] или раствори Тем не менее, образование небольшо мых компонентов и ускоряются про го количества таумасита в температур цессы массопереноса. Усиливается ном интервале +18–22оС отмечается и возможность коррозионного воздей в поздние сроки твердения. ствия также при изменении темпе Процессы коррозии, вызванные ратуры в процессе эксплуатации со образованием эттрингита, характе оружения. В особенности опасно ризуются высоким темпом кристал совмещение процессов сульфатной лизации новообразований в период коррозии и попеременного замора до 90 сут твердения и снижением живания и оттаивания бетона.

темпов в последующие сроки. Кор Таким образом, механизм раз розионные процессы, обусловлен рушения бетона при сульфатной ные ростом кристаллов таумасита, коррозии определяется кинетикой наоборот, увеличивают темпы кри роста новообразований системы эт сталлизации новообразований в пе трингит–таумасит, которая в свою риод после 3 мес. твердения. очередь, зависит от интенсивности Однако в условиях изменяющих процессов массопереноса, темпера Рис. 2. Разрушение бетонного образца вслед ся температур равновесие может турных условий, параметров порис ствие образования системы эттрингит–таумасит сдвигаться, особенно с учетом воз той структуры и свойств материала.

цемента. Однако в структуре таума можного изоморфного превращения Рассмотрение этих вопросов в ком сита алюминий замещен на крем эттрингита в таумасит. Поэтому при плексе позволит точнее оценить ний. Поэтому методы защиты бето обеспечении защиты бетона от кор особенности физико химических нов от коррозии, основанные на розии в сульфатных средах необхо превращений в экспансивной фазе предупреждении образования эт димо рассматривать не защиту от от и на этой основе создать эффектив трингита, не могут обеспечить на дельных новообразований, а защиту ные методы прогнозирования и за дежность работы строительных от системы новообразований, то есть щиты бетона от коррозии.

конструкций при возникновении и системы эттрингит–таумасит.

Список литературы росте кристаллов таумасита. При сульфатной коррозии бето 1. Федосов С.В., Акулова М.В., Ба Изучение способов защиты от на скорость разрушения определя занов С.М., Торопова М.В. Неко коррозии, прежде всего, должно ос ется процессами массопереноса.

новываться на знании фазовых При постоянных температурных ус торые особенности повышение превращений, протекающих при об ловиях и полном погружении кон коррозионной стойкости бетона разовании и росте кристаллов экс струкции в жидкую агрессивную // Известия вузов. Строительст пансивной фазы. Каждый из компо среду скорость коррозии определя во. 2002. № 5. С. 2. Федосов С.В., Акулова М.В., Ба нентов, будь то эттрингит или таума ется скоростью диффузии агрессив занов С.М., Торопова М.В. Влия сит, способен вызывать разрушение ного компонента в бетон. Развитие бетона самостоятельно, либо это этого процесса во времени зависит ние температурных условий на разрушение является результатом от изменения структуры цементно развитие сульфатной коррозии совместного действия. Результаты го камня в ходе коррозионного про бетона // Теоретические основы проведенных нами исследований по цесса, с одной стороны, а с другой, строительства: Сб. тр. 11 го Рос казывают, что общая направлен из за разуплотнения вследствие по сийско Польского семинара.

ность процесса коррозии опреде явления микро и макротрещин. Варшава–Москва, 2002. С. 3. Москвин В.М., Иванов Ф.М., ляется преимущественно реакцией Коррозионное воздействие зна Алексеев С.Н., Гузеев Е.А. Корро образования одного из компонентов чительно усиливается при попере экспансивной фазы и зависит от тем менном погружении конструкций в зия бетона и железобетона, ме пературы среды (табл. 2). раствор соли и высушивании, а также тоды их защиты. М.: Стройиздат.

Результатами экспериментальных при частичном погружении, так как к 1980. 536 с.

4. Розенталь Н.К., Иванов Ф.М., Лю исследований установлено, что разру химическим процессам взаимодейст барская Г.В., Чехний Г.В. Корро шение бетона при температурах, близ вия агрессивной среды и цементного ких к 0оС, вызвано образованием кри камня в бетоне добавляются физиче зия и защита бетона от коррозии.

сталлов таумасита, а при температурах ские процессы кристаллизации про М.: ВНИИНТПИ. 1990. 59 с.

Требования к материалам, передаваемым в редакцию для публикации Текст статьи должен быть набран в редакторе Microsoft Word и сохранен в формате *.doc или *.rtf (Microsoft Word v. 6.0, v. 7.0), вставка иллюстраций в тело статьи не допускается. Весь иллюстративный материал должен быть сохранен в отдельных файлах по перечисленным ниже требованиям.

Графический материал (графики, схемы, чертежи, диаграммы, логотипы и т.п.) должен быть выполнен в графических редакторах: CorelDraw (v. 7.0 или v. 8.0), Adobe Illustrator (v. 8.0), AutoCad и сохранен в форматах *.cdr (CorelDraw v. 7.0, v 8.0), *.ai (Adobe Illustrator v. 8.0), *.eps (Adobe Illustrator v. 8.0), *.dxf (AutoCad). Сканирование материала и импортирование его в перечисленные выше графические редакторы недопустимо.

Графический материал (фотографии, коллажи и т.п.) необходимо сохранять в формате *.tif, *.psd, *.jpg (качество «8 – максимальное») или *.eps (Adobe PhotoShop v. 4.0) с разрешением не менее 300 dpi, размером не менее 115 мм по ширине, цветовая модель СМУК или Greyscale.

Весь материал, передаваемый в редакцию в электронном виде, должен сопровождаться распечаткой подписанной авторами. Графический материал – фотографии должны быть переданы в виде оригиналов, негативов или слайдов. Все передаваемые материалы в электронном виде должны быть выполнены на платформе PC (операционная система Microsoft Windows).

С ТРОИТЕЛЬНЫЕ М АТЕРИАЛЫ – НАУКА 1/ наука приложение к научно техническому журналу «Строительные Материалы» А.В. ФЕРРОНСКАЯ, д р техн. наук, НГУЕН МАНЬ ХОНГ, инженер (МГСУ), В.Ф. СТЕПАНОВА, канд. техн. наук, Л.П. ХАРИТОНОВА, инженер (ГУП НИИЖБ) Защита стальной арматуры в монолитном бетоне, эксплуатируемом в условиях приморского климата Вьетнама В настоящее время во Вьетнаме приморского влажного жаркого кли Для подтверждения правильнос в больших объемах осуществляется мата на железобетонные конструк ти выбранной первичной защиты строительство зданий и сооружений ции из монолитного бетона может стальной арматуры в монолитном различного назначения из монолит оцениваться как среднеагрессивное. бетоне были проведены исследова ного бетона. Руководствуясь этими же норматив ния, некоторые результаты которых В работе [1] по результатам ана ными документами, для обеспече приведены ниже.

лиза натурных обследований зда ния коррозионной стойкости моно Исследования проводили на об ний и сооружений из монолитного литных железобетонных конструк разцах из монолитного бетона клас сов В15 без добавок – состав 1 (широ бетона, эксплуатируемых в услови ций на весь период эксплуатации в ях приморского влажного жаркого условиях приморского влажного ко применяемый для монолитного климата Вьетнама, установлено, что жаркого климата Вьетнама выбрана бетона во Вьетнаме), В15 с комплекс ной добавкой 1 – состав 2, В15 с ком коррозия стальной арматуры в бето первичная защита. Она обеспечива плексной добавкой 2 – состав 3;

В не происходит после 10 лет эксплуа ется правильным выбором составля без добавок – состав 4 (согласно тре тации. Она связана с особенностью ющих компонентов монолитного климата, заключающейся в том, что бетона (вяжущего, заполнителей и бованиям СНиП [2]), В25 с комплекс ной добавкой 1 – состав 5, В25 с ком кроме повышенных температур и др.);

подбором состава плотного и плексной добавкой 2 – состав 6.

высокой относительной влажности непроницаемого монолитного бето воздуха, интенсивности солнечной на и толщиной его защитного слоя. Комплексная добавка 1 состоит радиации и большого количества Из за особенности эксплуатации из суперпластификатора С 3 и ин осадков, присущих влажному жар для повышения защитных свойств гибитора коррозии стали NaNO2, а кому климату, в воздушной среде монолитного бетона по отношению впервые предложенная комплекс приморских районов имеет место к стальной арматуре предлагается ная добавка 2 состоит из суперпла наличие агрессивных для монолит кроме того использовать добавки, стификатора С 3 и золы рисовой ных железобетонных конструкций позволяющие снижать диффузион шелухи. Для изготовления образцов веществ и, прежде всего, хлорид ную проницаемость хлорид ионов и из монолитного бетона также ис ионов и углекислого газа. углекислого газа в монолитном бето пользовали портландцемент марки Согласно СНиП 2.03.11–85 [2] и не и тормозить процесс коррозии 400 Воскресенского завода, кварце вый песок с Мкр = 2,54, гранитный Пособию к нему [3] воздействие стальной арматуры в нем.

щебень фракции 5–20 мм.

При проведении лабораторных Период дости Период Коэффициент диффузии исследований по изучению защит Составы жения критиче нейтрализации в монолитном бетоне для ных свойств монолитных бетонов монолитного ской концентра в условиях ции Cl у арма по отношению к стальной арматуре бетона Cl, 107см2/с атмосферы, CO2, 104 см2/с использовали косвенные и прямые годы туры, годы методы исследований, проводимые 1 11,99 0,98 13 в условиях ускоренного и длитель 2 3,54 0,38 45 39 ного режимов испытаний, ими тирующих условия приморского 3 2,31 0,21 63 влажного жаркого климата Вьетна 4 2,82 0,62 75 27 ма. Эти свойства оценивали элект рохимическим методом, в частнос 5 0,8 0,22 265 ти, по характеру анодных поляриза 6 0,62 0,14 294 ционных кривых [4]. Поляризаци Анодные поляризационные кривые стали в монолитном бетоне составов 1–6 после: а – твердения 7 сут;

б – ускоренных испытаний – 3 мес;

в – 6 мес С ТРОИТЕЛЬНЫЕ М АТЕРИАЛЫ – НАУКА 1/2003 наука приложение к научно техническому журналу «Строительные Материалы» онные кривые стали в образцах из проницаемости монолитного бетона использование позволяет умень монолитного бетона снимали через исследуемых составов. Характерис шить расход цемента на 10% и одно 7 сут твердения, а также через 3 и 6 тики диффузионной проницаемости временно способствует защите ок мес испытаний в режиме ускорен CO2 и хлорид ионов в защитном слое ружающей среды от загрязнения.

ного испытания: 20 ч при темпера монолитного бетона толщиной 20 мм туре 60±5оС – высушивание, 4 ч Список литературы приведены в таблице.

в 5% ном растворе NaCl с темпера Из данных, приведенных в таб турой 20–25оС – увлажнение. 1. Нгуен Мань Хонг, Ферронская А.В.

лице, видно, что введение комплекс Исследования проводили со ных добавок 1 и 2 снижает диффузи Особенности поведения армату гласно стандарту СЭВ [4]. Анализ онную проницаемость углекислого ры в монолитных железобетон полученных результатов, приведен газа в монолитном бетоне в 3 и 5 раз, ных конструкциях, эксплуатируе ных на рисунке, позволяет отметить а хлорид ионов – в 2,5 и 4,5 раза со мых в приморских районах влаж следующее. После 7 сут твердения ответственно. Длительность защит ного жаркого климата Вьетнама стальная арматура в образцах из мо ного действия монолитного бетона // Материалы V традиционной состава 3 по отношению к стальной нолитного бетона пассивна во всех научно практической конферен исследуемых составах. арматуре при толщине защитного ции молодых ученых, аспирантов После ускоренных испытаний в слоя 20 мм составляет 60 лет, соста и докторантов «Строительство – вов 5 и 6 – 80 и более 100 лет, соот течение 3 мес. стальная арматура в формирование среды жизнедея образцах состава 1 интенсивно кор ветственно. тельности». М., 2002. С. 345–347.

родировала, состава 4 – находилась Таким образом, проведенные 2. СНиП 2.03.11–85. Защита стро в неустойчивом пассивном состоя исследования позволяют сделать ительных конструкций от нии, а в составах 2, 3, 5, 6 была пас следующие выводы. коррозии. М.: Стройиздат. 1986.

сивна. После 6 мес ускоренных ис При сроке службы зданий и со 46 с.

пытаний стальная арматура в образ оружений, эксплуатируемых в усло 3. Пособие по проектированию за цах составов 1, 2, 3, 4 интенсивно виях приморского влажного жаркого щиты от коррозии бетонных и же корродировала, а составов 5 и 6 про климата Вьетнама продолжительно лезобетонных строительных кон должала оставаться пассивной. стью 50 лет можно рекомендовать струкций (к СНиП 2.03.11–85).

Учитывая, что защитные свойст монолитный бетон с комплексной М.: Стройиздат. 1989. 175 с.

ва монолитных бетонов по отноше добавкой 1 или 2;

а при сроке служ 4. СТ СЭВ 4421–83. Защита от нию к стальной арматуре во многом бы 100 лет – монолитный бетон с коррозии в строительстве. За зависят от плотности и диффузион комплексной добавкой 2. щитные свойства бетона по от ной проницаемости хлорид ионов и Установлено, что комплексная ношению к стальной арматуре.

углекислого газа в них, были опреде добавка 2 является более эффектив Электрохимический метод ис лены характеристики диффузионной ной, чем комплексная добавка 1. Ее пытаний. Дрезден. 1983. 9 с.




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

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.