книги из ГПНТБ / Автоклавная обработка силикатных изделий

очередь,

цементируется гелеобразными гидросиликата­

ми кальция.

Таким

образом, гидросиликаты кальция

придают

связующему веществу силикатных материалов

более

собности гидроалюминаты кальция и тем более

гидро-vj

гранаты ряда гроссуляра существенно отстают от

гид-

материалов,

содержащих в составе связующего вещест­

ва наряду с

гидросиликатами кальция гидроалюминаты

и гидрогранаты, имеется немного. Установлено,

что

По данным K)JV\. Бутта и К.К. Куатбаева

[22], вве—

дение глины повышет

атмосферостойкость и

морозо­

стойкость автоклавированных образцов. При

твердении

в водопроводной воде образцы, изготовленные

из

смеси

с добавкой глины, ведут себя так же, как и

образцы,

приготовленные без глины. При испытании в

дистилли­

рованной воде наличие в исходной смеси глины

повы­

шает (по сравнению с

образцами из смеси без

глины)

совой коррозией образцы подвергаются и

сульфоалю­

минатной коррозии, устойчивость образцов из

извест­

ково-кремнеземистых смесей, содержащих глину,

в

растворах сульфата магния и натрия ниже, чем

у образ­

цов из известково-кремнеземистых смесей без

добавкё--

глины. Однако по

стойкости в хлористых и

углекислых

водах образцы из

глиносодержащей смеси лучше

из­

При изучении технических свойств

гидрогранатов

ряда гроссуляра установлено [1583, что У

подобных

гидратных новообразований прочность при сжатии

на

25-40% меньше, чем у таких гидросиликатов

кальция,

как тоберморит и ксонотлит. Под влиянием

карбонизации

существенно увеличивается прочность этих

гидрограна-

Ѵ °в .

часто

Несмотря на то что окись железа довольно

* встречается в виде примеси в кремнеземистом

компо­

ненте смеси для производства силикатных

материалов

(содержание окиси железа

в песке достигает 5%),вли­

яние ее на свойства строительных материалов с гидро­

силикатным связующим изучено слабо. В

присутствии

железосодержащих красителей прочность

автоклавных

материалов либо остается неизменной, либо

увеличи­

вается

[118, 156, 1583 *

Данным П.И.Боженова

[[іб],

хлорное

железо существенно увеличивает

содержание

гидратных новообразований, окись железа и

закисное

сернокислое железо снижают. Отмечено, что

f е2^3

повышает прочность образцов, растворимые

соли

желе-

наоборот снижают ее.

/

В-системе CaO- FegOg-l^O

при автоклаьной

обра­

ботке образцов из смеси, содержащей 20% СаО

и 80%

Fe2 0 g (давление

насыщенного пара 9 ат, режим

4-8-

-4 ч), обнаружены CgFHg и C4F

[133]. Введение в

указанную смесь

Si СС при составе

исходной

смеси

СаО - 20%, Fе2 0 д -

30% и S i О2 - 50% существенно ме­

няет состав гидратных новообразований, которые в этом

случае представлены

гидрогранатами

ряда

андрадита

(С3 FS3 ) и C - S - H ( I) .

Для более полного изучения процессов в

системе

CaOFe2 0 q-H2 0

из

смеси

химических

реактивов

Са(ОН)2 > Fe2 0 g и

S i0 2 (кварцевый песок

удельной

.поверхностью по воздухопроницаемости 3000 см^/г) были

—і&тформованы образцы-кубы (ребро 1,41 см)

и

балочки

размером 1x1x3 см, которые подвергали

автоклавной

обработке насыщенным водяным паром при температуре

от 175 до 300°С. Состав исходных образцов

и прочност­

ные показатели полученных образцов приведены в табл.11.

клавной обработки образцы характеризуются

ничтожно

малой прочностью.

При автоклавной обработке образцов из смеси,

рас-

^Рсчитанной на получение C3 FSH4 , уже после 8

ч

вы­

В результате автоклавной обработки смесей,

рас­

считанных на получение Cg FS 2Н2 , наблюдается актив­

ное связывание как кремнезема, так и Са(ОН)2 . Сили-

-Хкё.Тной составляющей гидратных новообразований

яв-

ф ляется ксонотлит, который идентифицируется уже

пос­

ле 8 ч гидротермальной обработки при 200°С.

После

3 суток обработки при 300°С в образцах идентифициру­

ется в той или или степени гидратированный андрадит.

Взаимодействие компонентов, наблюдаемое при

гидро­

термальной обработке, способствует увеличению

проч­

ности при сжатии и особенно при изгибе.

Автоклавная обработка образцов из смеси,

рассчи­

появляются диагностические признаки ксонотлита

(диф­

ракционные максимумы 3,20-3,07 Я).

^ Повышение температуры автоклавной обработки

до

*' 20иеС (при выдержке в гидротермальных условиях

8 ч

8

№ 7 6 5

1 1 3

4

8ч

Йй

4ч

200°С

Рис.

33. Фазовый

состав

автоклавированных образцов

из

смеси,

содержащей

Са(ОН) 2 -

39,6%, S i0 2

-

32% и Fe2 0 g - 28,4%, после^

различной

продолжитель-^

ности гидротермальной

об­

т °о

работки при 175 и 200°С

пик 2,82-2,83 R . Увеличение продолжительности

гидро­

термальной обработки при 200°С до 1-3 суток и

повы­

шение температуры автоклавирования до 250°С и

выше

ся несколько меньшим, чем у природного

андрадита,

показателем светопреломления, что обусловлено

со­

держанием

в продукте син'гг. я некоторого

количества

гидратной

воды. Другие встречающиеся в препарате кри­

^и^бесцветны

и обладают двупреломлением

Ng =1,59 и

ß/p ~ 1,58, т.е. указанные кристаллы принадлежат

ксо-

нотлиту.

Прочностные

характеристики образцов после

авто­

клавной обработки смеси, рассчитанной на

получение

^е2^3» автоклавированных при 175°С, ниже

прочности

образцов из безжелезистой смеси, рассчитанной на по­

лучение CSH, с увеличением температуры

автоклавной

ся, причем у образцов их железосодержащей

смеси^

прочность

при изгибе

больше. Существенно

меньшак

прочность

образцов из

железосодержащей смеси, чем у

образцов из известково-кремнеземистой смеси,

авто­

клавированных при 175°С, объясняется тем, что

в них

держащей 50% кремнезема,

30% F^O g и 20% СаО,

с

прочностью известково-кремнеземистых образцов,

ха­

рактеризующихся таким же

содержанием СаО, в

рабо­

тах

[163, 133]

сделан аналогичный вывод. Р езультат^

исследований под микроскопом свидетельствуют о

том,!'

что

железистые

гидрогранаты обладают высокой

дис­

трения в системе и, следовательно, увеличению

меха­

нической прочности.

Для

выяснения влияния небольшого (до 5%)

коли­

чества

окиси железа на свойства связующего вещества

силикатных материалов насыщенным паром при

темпе­

кремнеземистой смеси состава C/S =1

[содержание

55% Са(ОН)2 и 45% Si О2 * кварцевого песка,

из­

мельченного до удельной поверхности по

воздухопрони­

цаемости 3500 см2], а также из этой смеси при

''вве­

дении до 5% Fe2 0 g.

Положительное влияние окиси железа

проявляется

обработке (в период повышения давления

в

автоклаве

до 175-200°С) в образцах-кубах с ребром

1,41 см

свя­

зывается почти вдвое больше извести, чем

в

контроль­

ных из такой же смеси, не содержащей добавки

окиси

железа.

Удлинение гидротермальной обработки

обеспечивает

Fe2 0 g: после

16-24 ч гидротермальной обработки

при

175°С в образцах из смеси с окисью железа

содержит­

ся не более

10-15% неусвоенной извести, имеющейся

в

образцах из

известково-кремнеземистой

смеси

без

^е2®3 - Помимо ускоренного усвоения извести

введение

окиси железа способствует некоторому ускорению

фа­

ре и продолжительности гидротермальной обработки

в

связующем веществе образцов из

железосодержащих

смесей образуется ксонотлит).

Изменение дозировки окиси железа от 2 до 5%

не

оказывает существенного влияния на фазовые

превра­

щения. Это свидетельствует о том, что для

положи-

тывая

слабую растворимость Fe2 0 g, можно

сделать

вывод,

что реакцию взаимодействия извести с

кремне­

Интересно рассмотреть влияние

небольшого

коли­

чества окиси железа на прочность

образцов-балочек

Как видно из данных табл.12, с увеличением

про­

должительности гидротермальной обработки при

175°С

(от 4 до 8 ч) заметно увеличивается прочность

об­

жащей добавки окиси железа. При гидротермальной

об­

работке до 16 ч несколько уменьшается прочность,

но

с увеличением ее продолжительности до 24 ч

вследст­

вие частичного перехода гидросиликата кальция

серии

C-S-H(T) в т о б е р м о р и т 11 Я прочность

с у щ е с т в е н н о

снижается.

Различная по продолжительности

гидротермальная

обработка при 200°С не связана с резким

изменением

прочности, так как при этой температуре

во всех

про­

б ах содержится, по существу, один и тот

же

гидроси-

^ кат - тоберморит 11 Я. Повышение

температуры

дротермальной обработки до 225°С не вызывает

при

непродолжительном выдерживании (4-8 ч)

роста

проч­

ности образцов. Вследствие того что с

увеличением про­

должительности гидротермальной обработки

при 225°С от

16 до 24 ч тоберморит 11 Я интенсивно

превращается

в ксонотлит, существенно увеличивается их

прочность

(с 50 кгс/см2 после 8 ч до 93 кгс/см^ после

16 ч и

102 кгс/см^ после 24 ч).

При введении в известково-кремнеземистую

смесь

уже 2 % Fe2 0 g прочность нарастает

более

интенсивно.

Так, при гидротермальной обработке в течение 4 ч

при

175°С прочность образцов с добавкой более чем

в 5 раз

превосходит прочность образцов без этой добавки,

про-

шіедших гидротермальную обработку в аналогичных

ус­

ловиях.

С увеличением

продолжительности

гидротермальной

обработки при 175°С прочность возрастает и ngcne

об­

работки в течение 24. ч составляет 112 кгс/см

,

т.е.

почти в 2 раза превышает прочность образцов из

сме­

си, не содержащей

Fe2 0 g.

Долговечность

силикатных материалов

при

введении

в них железосодержащих добавок почти не изучали,

од­

нако известно

[53, 1503, что ПРИ

введении

указанных

окислов морозостойкость образцов не изменяется.

При

гидратации одного из минералов

портландцементного

клинкера C2F

в прессованных образцах

при

давлении

насыщенного пара 9 ат по режиму 2-6-2

ч

в

качестве

Х<энечных продуктов обнаружены CgFHg, а

также

гидро­

окиси железа и кальция. При твердении таких

образцов

в воде их прочность значительно снизилась

[і32].

При

исследовании долговечности портландцементных

бетонов

отмечается [2 б], что наличие смешанных

алюможеле­