CC BY
67
УДК 691.31
ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ИЗВЕСТКОВО-КРЕМНЕЗЁМИСТОГО ВЯЖУЩЕГО НА СВОЙСТВА ФОРМОВОЧНОЙ СМЕСИ В ПРОИЗВОДСТВЕ
СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА
Г.В. Кузнецова, С.Р. Зигангараева, Н.Н. Морозова
INFLUENCE OF CALC -KREMNEZЁMISTOGO BINDER ON THE PROPERTIES OF THE MOLDING MATERIAL MIXTURE IN THE PRODUCTION
OF SILICA BRICK
G.V. Kuznetsova, S.R. Zigangaraeva, N.N. Morozova
Аннотация. Производство силикатного кирпича как правило оснащено собственным производством извести, которое всегда имеет отсевы дробления известняка. Для силикатных материалов автоклавного твердения содержание активных СаО+MgO напрямую зависит от количества вводимого при помоле кварцевого песка и качества извести. При оценке извести не следует забывает о содержание «недожога», по вещественному составу представляющего собой известняк. С учетом качества извести, соотношения основных компонентов силикатной масс и содержания активных СаО+MgO в вяжущем можно изменят содержание активных СаО+MgO в формовочной смеси и путем изменения состава вяжущего можно сократить расход извести на 23^35%.
Ключевые слова: силикатный кирпич; формовочная смесь; известково-кремнеземистое вяжущее; формовочная смесь.
Abstract. Manufacture of silica brick typically is equipped with its own production of lime, which always has the siftings of crushing of limestone. For silicate materials autoclaved, the content of active Cao+MgO is directly dependent on the amount of input during grinding of quartz sand and lime quality. When evaluating lime should not forget about the content of the "underburning", on the material composition constituting the limestone. Taking into account the lime quality, the ratio of major components of silicate mass and content of active Cao+MgO in the binder you can change the content of active Cao+MgO in the molding mixture and by varying the composition of binder it is possible to reduce lime consumption by 23^35%.
Keywords: silicate brick; molding sand; lime-silica binder; molding sand.
Введение
Производство силикатного кирпича в России осуществляют свыше 100 заводов. Больше всего заводов силикатного кирпича расположено в Центральном экономическом округе - 20 заводов, в Поволжском - 18 и Уральском - 14 заводов. Россия занимает одно из лидирующих мест по темпам строительства, в том числе по возведению индивидуального жилья. В связи с этим испытывается острая потребность в качественных и недорогих мелкоштучных изделиях. При этом прессованные изделия автоклавного твердения по востребованности занимают третье место среди мелкоштучных стеновых материалов [1, с. 8]. Сегодня в России силикатный кирпич изготавливается по традиционной технологии, основанной на приготовлении известково-кремнезёмистого вяжущего, которое по другому называют «известковый цемент». Сырьевые смеси песка с негашеной известью, являются основой известково - кремнеземистых вяжущих (далее ИКВ) автоклавного твердения [2, с.4]. Однако доля песка в известково-кремнеземистом вяжущем ограничивается активностью применяемой извести, технологией производства и квалификацией технологов [3]. Известково-кремнезёмистое вяжущее характеризуют такими параметрами как содержанием активных Са0+Мg0 и дисперсностью или тониной его помола. Всё это накладывает
http://vestnik-nauki.ru/
2015, Т 1, №1
отпечаток на состав и свойства формовочной смеси, её прессуемость, качество кирпича сырца и конечного продукта - силикатного кирпича.
В настоящее время получение автоклавных силикатных материалов базируется на технологии с использованием ИКВ, в которой главным сырьевым компонентом является природный песок. Особую сложность при использовании природного песка вызывает получение высокопустотных изделий вследствие низкой прочности сырца и неоптимальной структуры матрицы. Для решения этой проблемы необходимы новые технологические приемы, заключающиеся в переходе от традиционных сырьевых составов к композиционному вяжущему на основе дисперстно-зернового сырья [2, 4]. Вещественный состав известково-кремнезёмистого вяжущего можно смело представить такими исходными материалами, как известь-кипелка, известняк, молотый песок. Большинство старых заводы силикатного кирпича Российской Федерации в своём составе имеют собственное производство извести. Эти производства оснащены в основном шахтными и вращающимися печами для обжига известняка. Шахтные печи используют известняк с крупностью от 20 до 200 мм с примерным соотношением размеров 2:1, а во вращающихся печах используют мелкозернистые известняки (от 8 до 20 мм). В результате известняки фракция менее 8 мм остаются неиспользованные, которые создают достаточно большие горы отходов [4-6].
С целью уменьшения экологической нагрузки на известковое производство мелкие фракции известняка, являющиеся в данном случае отсевом, подготовки известняка для обжига, могут быть использованы в производстве силикатного кирпича как добавка в вяжущее. В связи с этом целью в настоящей работы явился анализ влияния состава известково-кремнезёмистого вяжущего на свойства формовочной смеси в производстве силикатного кирпича.
Характеристика материалов
Основными материалами в исследовании были:
- песок для строительных работ с содержанием активного БЮг 93,6% с р. Волга;
- известь комовая, обожженная в шахтной печи, с активностью 71%, время гашения извести 2 мин;
- отсевы дробления известняка с размером зерен до 8 мм Казанского завода силикатных строительных материалов.
Подготовка материалов и методика исследования
Песок для строительных работ и отсевы дробления известняка перед изготовлением вяжущего предварительно высушивали при температуре 100-110°С до постоянной массы.
Известь комовую дробили на лабораторной щековой дробилке. Затем выполняли подготовку вяжущего путем измельчения на лабораторном истирателе предварительно перемешанной в ручную сухой массы извести, кремнеземистого компонента и известняка требуемого состава.
Содержание активных СаО+М§0 в извести и известково-кремнезёмистом вяжущем определяли методом титрования.
Результаты и обсуждение
Ранее проведенные эксперименты показали, что изменение основного параметра вяжущего -содержания активных СаО+М§0, напрямую зависит от количества вводимого при помоле песка и качества извести [3]. В данном исследовании проведен анализ изменение содержания активных СаО+М§0 в известково-кремнезёмистом вяжущем от качества извести. Полученные результаты представлены на рис.1.
--2015, Т. 1, №1
Состав вяжущего И К=2 1 с
содержанием песка 33%
■ Состав вяжущего 1 1 с содержанием песка 50%
Состав вяжущего И К=1 1,5 с содержанием песка 60%
Рисунок 1 - Влияние количества молотого песка в вяжущем и активных СаО+М§0 в извести на состав известково-кремнезёмистого вяжущего.
Исследованиями Хавкина установлен, что оптимальный состав вяжущего для производства силикатного кирпича составляет И:К =1:1. Из этого условия следует, что изменение состава вяжущего определяется качеством извести и количеством молотого известняка от «недожога» извести.
Далее, путем расчета количества молотого известняка, исходя из суммы компонентов 100% и содержания активных СаО+М§0 в извести рассмотрен вещественный состав. Результаты представлены на рис.2.
Содержание активных СаО+К^О в вяжущем состава И К=1 1
Содержание песка в вяжущем состава И К=1 1
Содержание известняка в вяжущем состава И К=1 1
Рисунок 2 - Влияние содержания активных СаО+М§0 в извести на вещественный состав вяжущего состава И:К=1:1
Как видно из рис. 2, состав известково-кремнезёмистого вяжущего, изготавливаемый с постоянным количеством песка, изменяется по содержанию молотого известняка в зависимости от активности исходной извести. Были приготовлены пробы известково-кремнезёмистого вяжущего в которых изменяли количество минеральных составляющих и пробы формовочной смеси при неизменном оптимальном количестве вяжущего в
60 62 64 66 68 70 72 74 Количество активных СаО+МеО в извести,%
формовочной смеси. В пробах вяжущего и смеси, методом титрования, определено количество активных СаО+М§0. Результаты приведены в табл.1.
Таблица - Составы вяжущего и формовочной смеси
Количество и вид добавок в составе вяжущего Состав вяжущего, % Содержание активных СаО+MgO в вяжущем, % Количество вяжущего в смеси, % Содержание активных СаО+MgO в смеси, %
Вариант № 1
И:К=2:1 77:25 46 25 11,5
И:К=1:1 50:50 34 25 8,5
И:К=1:2 25:75 21 25 5,5
Вариант № 2
И:(К+Известняк)= =1:(0,8+0,2) 50:(40+10) 34 25 8,5
И:(К+Известняк)= =1:(0,6+0,4) 50: (30+20) 34 25 8,5
И:(К+Известняк)= =1:(0,4+0,6) 50: (20+30) 34 25 8,5
И:(К+Известняк)= =1:(0,8+0,2) 50: (10+40) 34 25 8,5
Вариант № 3
(И+К):Известняк= =(0,45+0,45):0,1 (45+45)+10 30 25 7,5
(И+К):Известняк= =(0,4+0,4):0,2 (40+40)+20 27 25 6,8
(И+К):Известняк= =(0,35+0,35):0,3 (35+35)+30 24 25 6,0
Полученные результаты показывают, что для варианта № 1 увеличение песка в составе вяжущего снижает содержание активных СаО+М§0 в вяжущем и смеси. Тогда как в варианте №2 увеличение известняка в составе кремнеземистого компонента вяжущего, при сохранении состава 1:1 =И:(К+Известняк) не изменяет содержание активных СаО+М§0 не в вяжущем, не в смеси. Увеличение известняка в составе вяжущего (вариант №3) И:К:Известняк =(35^45):(35^45):(10^30) или разбавление вяжущего известняком приводит к снижению активных СаО+М§0 и в вяжущем, и в смеси.
Минеральные добавки: песок и известняк, вводимые в состав вяжущего, приводят к снижению содержания активных СаО+М§0 в смеси оптимального состава. Способность к размолу у известняка в 3 раза лучше, чем у песка. Поэтому замена частично песка на известняк в составе известково-кремнезёмистого вяжущего может дать хороший экономический эффект при помоле. Известняк обладает сравнительно невысокой пустотностью частиц и, соответственно, низкой сорбционной влагоемкостью. Для известняков, увеличение их тонины помола в 2 раза приводит к росту водопотребности на 7^15,6 %, в то время как у кварцевого песка она возрастает значительно - на 33,5 % [7, с.59]. Минеральные добавки вводимые в состав вяжущего (молотый песок увеличивает водопотребность, а известняк снижает ее), оказывают влияние на свойства самого вяжущего и формовочной смеси [4].
По результатам исследования можно сделать следующие выводы:
- изменение соотношения песка и известняка в составе вяжущего относительно извести или относительно друг друга, изменяет содержание активных СаО+Mgû в вяжущем,
- содержание активных СаО+Mgû в вяжущем изменяет содержание активных СаО+Mgû в формовочной смеси;
- содержание активных СаО+Mgû в формовочной смеси оказывает влияние на расход извести,
- путем изменения состава вяжущего можно сократить расход извести на 23^35%.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Нелюбова В.В., Жерновский И.В., Строкова В.В., Безродных М.В. Силикатные материалы автоклавного твердения с наноструктурированным модификатором в условиях высокотемпературных воздействий // Строительные материалы, 2012. № 9. С. 8-9.
2. Тихомирова И.Н., Макаров А.В. Механоактивация известково-кварцевых вяжущих // Строительные материалы, 2012. № 9. С. 4-7.
3. Кузнецова Г.В. Особенности помола известково-кремнезёмистого вяжущего в производстве силикатных материалов // Строительные материалы, 2011. № 9. С.14-17.
4. Кузнецова Г. В. Морозова Н. Н. Влияние компонентов известково-кремнезёмистого вяжущего на связность известковой массы для прессования // Строительные материалы, 2012. № 12. С.69-72.
5. Кузнецова Г.В., Морозова Н.Н. Проблемы замены традиционной технологии силикатного кирпича с приготовлением известкого-кремнеземистого вяжущего на прямую технологию // Строительные материалы, 2013. № 9. С. 14-17.
6. Кузнецова Г.В., Морозова Н.Н, Хозин В.Г., Короткова А.А. Технологические свойства кирпича сырца из формовочной смеси с карбонатными добавками // Современные строительные материалы, технологии и конструкции. Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 95-летию ФГБОУ ВПО «ГГНТУ им. акад. М.Д. Миллионщикова» (24-26 марта 2015 г., г. Грозный). В 2-х томах. Т.1. Грозный: ФГУП «Издательско-полиграфический комплекс «Грозненский рабочий», 2015. С. 572- 576.
7. Хохряков О.В., Бахтин М.А. О зависимости водопотребности портландцемента и наполнителей от их удельной поверхности и содержания суперпластификатора // Материалы за 7 международна научна практична конференция, «Динамика и съвременната наука», Том 9, Екология. Здание и архитектура. Республика България, 2011. С. 56-60.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Кузнецова Галина Васильевна
ФГБОУ ВПО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет». г. Казань, Россия, соискатель, старший преподаватель кафедры технологии строительных материалов, изделий и конструкций,
Е-mail: kuznetzowa.gal@yandex.ru
Kuznetsova Galina Vasil'evna
FSEI HPE «Kazan State University of Architecture and Engineering», Kazan, Russia, applicant, senior lecturer of the Department of technology of building materials, products and structures,
Е-mail: kuznetzowa.gal@yandex.ru
Зигангараева Сирень Ринатовна ФГБОУ ВПО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет». г. Казань, Россия, студентка 4 курса института строительных технологий и инженерно-экологических систем,
Е-mail: kuznetzowa.gal@yandex.ru
Zigangaraeva Siren Rinatovna. FSEI HPE «Kazan State University of Architecture and Engineering», Kazan, Russia, the 4th year student of the Institute of building technologies and engineering-ecological systems, Е-mail: kuznetzowa.gal@yandex.ru
Морозова Нина Николаевна, ФГБОУ ВПО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет». г. Казань, Россия, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии строительных материалов, изделий и конструкций, Е-mail: ninamor@mail.ru
Morozova Nina Nikolaevna, FSEI HPE «Kazan State University of Architecture and Engineering», Kazan, Russia, candidate of technical Sciences, Professor of Department of technology of building materials, products and structures,
Е-mail: ninamor@mail.ru
Корреспондентский почтовый адрес и телефон для контактов с авторами статьи: 420043, г.Казань, ул. Зеленая, 1, КГАСУ, кафедра ТСМИК, Кузнецова Г.В.,
(843) 510-47-75
