1790

разцов в возрасте 1 суток прочность несколько увеличивается с увеличением плотности вяжущего. Для образцов в возрасте 7 и 28 суток колебания значения прочности лежат в пределах ошибки опыта.

Таблица 12

Зависимость прочности магнезиального бетона от плотности ПМК-75 при расходе раствора хлорида магния (плотность 1,2 г/см3) 1,0 л/кг ПМК-75

Для оценки влияния степени дисперсности вяжущих материалов на их активность провели исследования на ПМК-75, которые показали, что существенное увеличение прочностных характеристик цемента наблюдается только при использовании вяжущего, которое в течение 1 часа измельчали в вибрационной мельнице (табл.13).

Таблица 13

Результаты исследования влияния помола ПМК-75

ввибрационной мельнице при плотности раствора хлорида магния

1.2г/см3 и его расходе 0,8 л/кг ПМК-75

Увеличение удельной поверхности при помоле в течение 30 мин не приводит к увеличению прочности. Возможно, при этом еще не происходит разрушение гидратной оболочки на поверхности зерен вяжущего, образовавшейся при хранении материала.

Для активации вяжущего проводили прокаливание ПМК-75 в печи при температуре 200 – 400 оС. Результаты (табл.14) показывают, что прокаливание вяжущего при 400 оС в течение часа полностью восстанавливает активность каустического магнезита.

43

Таблица 14

Влияние прокаливания ПМК-75 на свойства магнезиального бетона при плотности раствора бишофита 1,2 г/см3 и расходе 0,8 л/кг ПМК-75

4.3. Влияние пигментов на свойства магнезиальных цементов

Часто для придания цементам декоративных свойств в их состав вводят минеральные пигменты в количестве 10 – 15 % и более. В связи с этим исследовалось влияние пигментов на прочностные характеристики магнезиальных бетонов. Результаты исследования зависимости прочности плотного магнезиального бетона от содержания пигментов при использовании в качестве жидкости затворения как хлорида, так и сульфата магния приведены в табл.15.

Из представленных данных видно, что прочность при сжатии бетона на основе магнезиального цемента, в случае применения в качестве затворителя раствора хлорида магния, возрастает на 3 сутки с добавкой пигмента «зеленая окись хрома». Через 7 суток прочность этих бетонов с добавкой пигментов увеличивается, но не достигает величины, полученной для бетонов без пигментов. Прочность при изгибе для бетона, затворенного хлоридом магния, увеличивается при введении всех исследованных пигментов в количестве 10 – 15 % от массы ПМК-75. Прочность при сжатии магнезиального цемента при использовании в качестве затворителя раствора сульфата магния при добавлении пигментов «зеленая окись хрома» и «черный железоокисный пигмент» несколько превышает аналогичный показатель для бетона без добавки пигмента на 3 сутки, но через 7 суток прочность бетона без пигментов оказывается больше. Прочность при изгибе возрастает при добавлении 5 % пигментов «красная окись железа» и «зеленая окись хрома». Увеличение содержания пигментов приводит к

44

снижению прочности. «Черный железо-окисный пигмент» во всех опытах приводил к снижению прочности при изгибе.

Таблица 15

Зависимость прочности плотного магнезиального бетона от содержания пигментов (плотность жидкости затворения 1.2 г/см3, расход жидкости затворения 0,65 л/кг ПМк-75)

Анализ литературных данных показал, что очень часто переоценивается роль содержания в каустическом магнезите посторонних оксидов. Ни оксид кремния, ни полуторные оксиды не влияют на активные свойства обожженного магнезита, если, конечно, суммарное количество таких примесей не выходит за определенные границы, как, например, в доломите, вяжущие свойства которого понижены.

С.И. Килессо [6] отмечает роль оксидов железа, так как они влияют на цвет готового магнезиального цемента. Для придания не-

45

образцам через 21 день после затворения; точечные – прочность образцов, испытанных в 19-дневном возрасте во влажном состоянии. Сухие образцы при увеличении содержания в смеси песка обнаруживают более резкое снижение прочности по сравнению с увлажненными. Прочность увлажненных образцов с повышением содержания песка, особенносминимальнымсодержаниемкремниевоймуки,увеличивается.

В качестве органического заполнителя использовали опилки. На диаграмме (рис. 10) приведены трехкомпонентные системы обожженный магнезит – раствор хлорида магния плотностью 1,15 г/см3 – древесные опилки.

Рис. 10. Трехкомпонентная система «обожженный магнезит – раствор MgCl2 – древесные опилки»

Четырехугольник АВСD ограничивает практически используемые составы. В пределах заштрихованного участка находятся составы наибольшей прочности при наименьших объемных изменениях. Согласно этой диаграмме (Мюллер), лучшие результаты по механиче-

47

ской прочности (сопротивление изгибу 60 – 70 кг/см2) дают составы, содержащие по весу 50 % обожженного магнезита, 43 % раствора хлорида магния и 7 % опилок. При дальнейшем увеличении содержания опилок механическая прочность падает.

Ф.М. Иванов и Г.В. Гемерлинг [3] проводили испытание образцов, изготовленных из саткинского каустического магнезита и опилок, затворяемых раствором соликамского хлорида магния плотностью 1,197 г/см3. Результаты испытания полученных образцов с соотношениями вяжущего к опилкам 1:2, 1:2,5, 1:3 и 1:4 приведены на рис. 11. Увеличение содержания опилок приводит к снижению прочности при растяжении. Исследовалось также влияние природы опилок. Прочность при растяжении материала на основе сосновых опилок оказалась выше, чем при использовании лигниновых опилок, являющихся отходом гидролизного производства.

Б.В. Вологодский [3] исследовал влияние влажности опилок на прочностные качества образцов. Увеличение влажности свыше 36 % приводило к снижению прочностных свойств (рис. 12). Воз- душно-сухие опилки поглощают раствор соли, что приводит к увеличению отношения обожженного магнезита к раствору. Прочность возрастает тем больше, чем мень-

шевлажностьдревесины. Рис. 11. Зависимость прочности образцов Композиционные мате- от соотношения цемента и опилок

риалы на основе древесных опилок и стружки используются для производства ксилолита и фибролита – отделочных материалов. Конструкционные материалы должны обладать повышенной прочностью, поэтому исследования, проводимые в СибАДИ, выполнялись с использованием различных минеральных заполнителей. Для детального исследования были выбраны два вида дешевых много тоннажных местных материала: зола-унос от сжигания каменного угля на ТЭС и

48

тонкомолотый бой кирпича (цемянка). При изготовлении бетонных смесей заполнители смешивали с ПМК-75, в качестве жидкости затво рения использовали водный раствор бишофита с плотностью 1,2 г/см3, тщательно перемешивали до однородной массы.

Следует отметить, что при одинаковом водоцементном отношении бетон с золой – унос имеет более жесткую консистенцию, чем бетон без заполнителя, а введение цемянки, наоборот, приводит к разжижению смеси. Результаты испытания образцов плотного магнезиального бетона с золой-унос представлены в табл. 16. Из-за повышенной жесткости смеси уплотнение при заполнении

Рис. 12. Зависимость прочности образцов форм проводили на вибростенде. ксилолита от влажности опилок В табл. 16 образцы последний трех

серий уплотняли виброуплотнением, остальные – трамбованием. Очевидно, что оптимальный расход затворителя не зависит от соотношения ПМК -75 и золы-унос и составляет 0,65 л/кг смеси. При таком расходе затворителя прочность при сжатии образцов с отношением цемент / наполнитель, равном 1:3 даже в возрасте 7 суток составляет около 90 кгс/см2, а при соотношении 1:2 – более 150 кгс/см2.

Плотность затвердевших образцов после 28 суток выдержки составляет 1300 – 1500 кг/м3, что указывает на его пониженную по сравнению с керамическим кирпичом теплопроводность. Это позволяет предположить возможность использования подобных систем для изготовления теплоизоляционных материалов.

Проводились исследования по обработке золы-унос, причем использовался только один вид золы – полученной с электрофильтров. Зола из циклонов вела себя как инертный наполнитель, ее введение приводило к падению прочности при увеличении содержания.

49

Таблица 16

Зависимость плотности и прочности плотного магнезиального бетона с золой-унос в качестве заполнителя от расхода раствора бишофита плотностью 1,2 г/см3

Нарис.13приведенырезультатыопределенияпрочностиплотногобетона сразличнымсодержаниемзолы-унос,подвергнутойтойилиинойобработке.

Попытка увеличить активность электрофильтровой золы путем ее активирования механохимической обработкой в вибрационной мельнице показала очень сложный характер зависимости активности от условий помола. Водостойкость образцов плотного бетона с золойунос высокая, коэффициент размягчения близок к единице.

50

Рис.13. Зависимость прочности плотного магнезиального бетона от содержания золы-унос

Результаты определения водопоглощения для бетонов с постоянным содержанием электрофильтровой золы-унос в количестве 20% и переменнымрасходомбишофита(плотность1200кг/м3)приведенывтабл.17.

Таблица 17

Водопоглощение плотного магнезиального бетона с электрофильтровой золой-унос, обработанной бишофитом

Увеличение водопоглощения по мере роста расхода раствора бишофита, что необходимо для пластификации бетонной смеси, повидимому, связано с накоплением свободного бишофита начиная с 1050 мл/кг ПМК-75. В отсутствии золы-унос бишофит полностью связывается при его расходе только до 550 мл/кг ПМК-75, следова-

51

тельно, введение золы в бетон сопровождается связыванием бишофита в существенно большей мере.

Проведенные исследования показали, что введение в бетон золы приводит к снижению чувствительности образцов к воде и последующей сушке. Возможное удаление свободного бишофита мало сказывается на прочности образцов, или он не вымывается, оставаясь в порах частиц золы. Небольшое падение прочности магнезиального бетона с золой-унос при большом перерасходе бишофита может свидетельствовать о том, что связывание бишофита (например, в виде рассола) может быть и не связано с его взаимодействием с поверхностью золы, а с тем, что он мигрирует из порового пространства магнезиальной основы в поры золы-унос, не оказывая вследствие этого расклинивающего воздействия на основу.

В качестве заполнителя также использовали бой керамического кирпича пластического формования (цемянку). Предварительные исследования показали, что заполнитель на основе боя кирпича полусухого прессования проявляет гораздо меньшую активность. Бой кирпича подвергли дроблению и грубому помолу в шаровой мельнице. После этого отобрали фракцию с размером частиц менее 2,5 мм, ее подвергли тонкому помолу в дезинтеграторе ГИЛМ-0,5. Полученный тонкодисперсный порошок использовался в качестве заполнителя при изготовлении магнезиальных бетонов. Зависимость прочности плотного магнезиального бетона от количества цемянки при расходе раствора бишофита плотностью 1,2 г/см3, равном 0,55 л/кг сухой смеси, приведен в табл. 18.

Таблица 18

Зависимость прочности плотного магнезиального бетона от содержания цемянки (плотность раствора бишофита 1,2 г/см3,

расход раствора 0,55 л/кг сухой смеси)