Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Автоклавная обработка силикатных изделий

..pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
5.91 Mб
Скачать

Рис. 17. Рентгенограммы твердой фазы сус­ пензии при температуре автоклавной обра­ ботки* (удельная поверхность кварца4000скгЛ;

C/S =2):

1 - 150°С; 2 - 175°С; 3 - 300°С

80

крупных пластин

чем при 175°С, особенно в

 

первые

часы изотермической выдержки. Так, удельная

 

поверх­

ность новообразований при 225°С изменяется

 

следую­

щим образом: 28

м2/г (0 ч )~ ^ 8 м ^/г

(24 ч)—»• 3 іуг/ г

(3 сут).

 

 

 

 

Кристаллизацию гидрата (X-C2 S

при

удельной

»поверхности кварца в смеси 4000 см^/г изучали

при

f?50^ 175 и 300°С. При 150 и 175°С, как видно из рисД7,

идет процесс кристаллизации

гидрата

0C-C2 S с

сильно

выраженным рефлексом (2,67). В первом случае

крис­

таллизация гидрата

(X-C2 S

происходит при

содержании

СаО в жидкой фазе

0,24-0,22 г/л, а

SiC ^-

0,005 -

- 0,01 г/л, pH раствора 10,5; во втором случае

состав

жидкой фазы следующий: 0,17-0,15 г/л СаО и

0,007-

0,01 г/л Si 0 2 , величина pH

раствора

10,3

(рис. 18).

С повышением температуры до 300°С

значительно

увеличивается скорость растворения кремнезема и сни­

жается растворимость СаО; состав жидкой фазы к

мо­

менту установления

постоянной температуры

300°С

в

бомбе следующий: 0,07 г/л СаО и 0,05 г/л

Si0 2 ,

pH

раствора 8 (см. рис. 17). Вследствие резкого

измене­

н и я состава жидкой

фазы при 300°С изменяется

и сос­

тав кристаллизующегося гидросиликата, а именно: обра­

зуется гидросиликат более низкой основности,чем

гид­

рат cx-C^S , его

состав

C g S g l^ , отношение

в

нем

CaO /Sl0 2

=1,7;

основные

линии на

рентгенограмме

й/п = 2,82;

3,09; 3,24; 3,38;

2,58 -

даны

по мере

умень­

шения интенсивности.

 

 

 

 

 

 

Как видно из рис. 17, идет процесс

кристаллизации

из

высокоосновной смеси состава C /S

=2 гидросилика­

та

более

низкой

основности (C /S

=1,7)

в присутствии в

твердой

фазе свободной извести.

Этот факт говорит

о

том, что состав новообразований определяется не непос­ редственно составом исходной смеси, а скоростью по­ ступления в раствор извести и кремнезема. При одном

Н т о м же составе

смеси

C /S =2 и удельной поверхности

кварца 4000 см^ /г

путем

изменения только

температу­

ры гидротермальной обработки нам удалось

наблюдать

кристаллизацию гидросиликатов кальция различной ос-

81

6 №765

0,6

0, 0 -

§0, 1 -

 

,C a O

Ö.

ь

 

 

■1s

 

 

<a

 

1 CiOi

«3

 

 

 

1

4

S

1 2 2

35

\

 

 

5 I

1

 

 

to

 

 

 

3

 

 

 

Ci

 

 

 

§ t

 

 

С а О

5:

 

 

ö

 

 

 

§-

 

 

 

П=5

 

 

S i Ö 2

«s

д л. *

 

 

НН*

щ

\ о

 

CaO

 

 

QOS

 

 

 

 

Ц°г

 

 

n -U -r

Рис. 18. Изменение состава жидкой фазы при гидротермальной обработ­

ке

высокоосновных

известково­

кремнеземистых

смесей,

содержа­

щих кварц удельной

поверхности

4

000 см^/г

 

 

 

а -

при 150°С;

б -

при

175°С; в -

при 300°С

82

новности: ниже основности исходной смеси и

 

равной

последней.

 

 

 

В высокоосновной смеси, содержащей кварц

удель­

ной поверхностью 2000 см^/г, процесс связывания

из­

вести и кварца идет крайне медленно (рис. 19),несмот­

ря на высокое В/Т (В/Т = 10) и постоянное

 

переме-

' шивание суспензий: за 20 суток гидротермальной

об­

работки смеси при 175°С оказываются связанными око­

ло 50% исходных компонентов. Причем после

связыва­

ния извести в течение первых 4 суток гидрат

01-C2S

образуется очень медленно. Практически можно

 

счи­

тать, что в дальнейшем новые кристаллы гидрата 01-C2S

не возникают, а лишь укрупняются. Состав жидкой

фа­

зы в период изотермической выдержки в этом

случае

(рис. 2 0 ) не изменяется: содержание СаО равно

 

кон­

центрации насыщения известью 0,2 г/л, а

содержание

кремнекислоты составляет тысячные доли грамма

на

1 л; pH раствора равно 9,5-10.

 

 

 

Рассмотрим условия кристаллизации гидрата

0L-C2 S

в низкоосновных смесях и изменение при этом

состава

Скидкой фазы. Такие смеси близки к смесям ,

которые

готовят при производстве изделий из тяжелого

сили­

катного бетона. Вяжущее состава C /S =1

содержало

кварц, размолотый в вибромельнице по удельной

 

по­

верхности 2000 и 4000 см2/г. Вяжущее затем

разбав­

ляли немолотым Вольским песком с таким

расчетом,

чтобы активность исходной смеси составляла 8%

(рис.

21). На этом же рисунке для сравнения приведены дан­

ные об изменении состава жидкой фазы при

кристал­

лизации ксонотлита в смеси состава C /S = l .

 

 

 

Из рис. 21 видно, что в период подъема

температу­

ры до 175°, который длится 2 ч, наблюдается

быстрое

уменьшение концентрации СаО в жидкой фазе до

0,02-

^^0,03 г/л. Это значение концентрации СаО остается

по­

стоянным при изотермических выдержках. В

 

период

снижения концентрации СаО в жидкой фазе в

 

твердой

кристаллизуется C - S - H ( I ) , а при постоянной концент­ рации СаО - ксонотлит.

83

Рис.

19. Рентгенограммы

твердой

фазы

суспензии (удельная

поверх­

ность

кварца

2 000

см2/г , С / £

= 2 )

а - 1 сутки;

6 - 4

суток;

в -

20

суток

 

 

 

 

 

84

 

 

 

5

о, в

 

 

 

 

л»

 

 

 

 

•о

 

 

 

 

 

&.

 

 

 

 

ъ

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

55

 

w_

 

 

«о

 

 

 

 

<5*

 

г*рис. 20. Изменение состава

£

 

 

жидкой фазы при

гидро-

â

 

 

_

 

при

Л 0.2

CaO

термальной обработке

 

V-

175°С смеси C /S

=2,

со-

|

--It

держащей кварц

удельной

г

 

1L

 

SL0Z

поверхности 2000

см2

в

<2

1

течение т времени

 

 

0 2 4

—Ь«

 

 

6 8 / 6 J6t,r

а)

85

Кривые изменения содержания СаО и SiC>2 в жидкой фазе при гидротермальной обработке смеси, содержа­ щей немолотый кварц, близки к кривым, представленным

на рис, 2 1 , если

молотый кварц, на основе

которого

составлено вяжущее,

имеет

достаточно высокую удель­

ную поверхность,

т.е.

4000

см-2/г и выше (см.рис.21 ,б) , ,

Ввиду того

что

подъем температуры при

обработке^

смеси, содержащей немолотый кварц, длится

только

30 мин, то естественно, что в первые часы

изотерми­

ческой выдержки

продолжается интенсивное связывание

извести и содержание ее в жидкой фазе несколько

вы­

ше - 0,06 г

CaO/л, чем в смеси состава C /S

= 1

при

длительных

выдержках (24

и 48 ч); содержание Si О2 в

жидкой фазе в обоих случаях одинаково - 0,02 г/л . По­

добным образом изменяется и состав твердой

фазы:

образовавшийся

вначале С - S -Н (I ) переходит в

ксо-

нотлит. Кроме

того, в образцах присутствует большое

количество немолотого кварца, скорость растворения ко­

торого настолько мала, что его присутствие

не

.ока- т

зывает влияния на состав жидкой фазы (см.рис. 2 1 ) ѵ

Если же вяжущее приготовлено на основе

кварца

удельной поверхностью 2000 см^/г, то уже

при постоян­

ной температуре устанавливается высокая

концентра­

ция СаО в растворе (0,15 г/л) и относительно

высо­

кий уровень ее поддерживается в течение

длительного

времени (около 20 ч). За последующие 24 ч

обработки

содержание СаО в жидкой фазе снижается до того

же

постоянного значения, что и при гидротермальной

 

об­

работке смеси, содержащей высокодисперсный кварц,

с

той лишь только разницей, что для достижения постоян­ ного уровня концентрации в этом случае требуются бо­ лее длительные сроки обработки (48 ч против 24ч).Со­

держание кремнекислоты в растворе практически

по­

стоянно и невелико (0,002 г/л)

и также

не

увеличива-'-

ется за счет свободного немолотого кварца. В

твер­

дой фазе период высокой концентрации СаО

в растворе

(около 0,15 г/л) соответствует

периоду

образования и

существования гидрата a -C 2 S

, а период

относительно

86

Рис. 22. Кристаллизация новообразований в смесях, содержащих немолотый и молотый кварц, измель­ ченный в вяжущем до удельной поверхности а - 2000 см^/г; б - 4000 см^/г

87

низких концентраций

(0,07-0,03 г/л) -

переходу его в

C - S - H ( I) (рис.22).

 

 

Итак, образование

и существование

гидрата 01-C2 S

обеспечивается высокой концентрацией СаО в растворе-

не менее

0,12 г/л. Этот уровень концентрации СаО

в

растворе

может изменяться либо за счет

увеличения

скорости

связывания извести, либо за счет

уменьшения

растворимости СаО и роста температуры гидротермаль­

ной обработки. Чтобы увеличить скорость

связывания

извести,

необходимо иметь кремнеземистый

компонент

с такой

скоростью растворения, которая обеспечит об­

разование более низкоосновного гидросиликата. В наших

условиях им оказался кварц, размолотый в

вибромель­

нице до удельной поверхности 9000 см^/г.

 

 

2.

Влияние удельной поверхности извести

и кварца на скорость их взаимодействия,

 

образования гидросиликатов и прочность материалов

Как уже

было показано (см. раздел 1

этой

главы),

изменение дисперсности исходных компонентов -

важ­

ный фактор управления процессом твердения. От их дис­ персности зависит кинетика растворения, а значит, и кинетика изменения пересыщения жидкой фазы, опреде­

ляющая структуру, прочность и фазовый состав

воз­

никающего сростка.

 

Характер влияния удельной поверхности гидратной из­

вести молотого кварца на скорость их связывания

и

скорость образования гидросиликатов кальция показан в

работе [126J. Исследования проводили при помощи

ав­

токлава-приставки к рентгеновскому дифрактометру.

Из рис. 23 и 24 видно, что скорость связывания ис­

ходных компонентов и образования гидросиликата

зави-

■сит от удельной поверхности и кварца и извести.

Од­

нако изменение удельной

поверхности кварца

оказывает

более значительное влияние на скорость

образования

гидросиликатов, чем изменение удельной

поверхности

извести. В исследуемом

интервале удельной

поверх­

ности Са(ОН)2 скорость

взаимодействия извести

с

кремнеземом в незначительной степени зависит от дис-

88

СО

U

а

 

о

я

 

Я

а

 

°

Я

 

*-<

я

і

1

"

u L\

^

о

21

: *

Я

О

X

СМ

^

а

-с4)

Ф ш

2

8

*

°

К

о О

 

ь

8

я

I

«

É

'O

I

S'

с*

а

2

о

о

о

о

(N

3

nnHogoEodffoosoH о °э понноекѳэ

ZOJS 020HHDSU90

°/0 8 anHowdagoQ

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ