Влияние вида кремнеземистого компонента на основные свойства пенобетона Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

ВЛИЯНИЕ ВИДА КРЕМНЕЗЕМИСТОГО КОМПОНЕНТА НА ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ПЕНОБЕТОНА

Кагарманов Артур Нуруллович

магистрант Шагров Алексей Анатольевич

магистрант Дерябин Павел Павлович

кандидат технических наук, доцент, доцент, 1 Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия,

Россия, г. Омск

Аннотация. Приводятся результаты испытания различных видов кремнеземистых компонентов, а также влияние их расхода и соотношения кремнеземистого компонента к вяжущему веществу на основные свойства пенобетона.

Annotation. The results of tests of various types of siliceous components and the impact of their consumption and the ratio of silica component to binding material on the basic properties of foam concrete.

Ключевые слова: ячеистый бетон, пенобетон, средняя плотность, прочность, кварцевый песок, диабазовый порошок.

Keywords: cellular concrete, foam, medium density, strength, quartz sand, diabase powder.

Исследованиями многих авторов установлено влияние различных рецептурных и технологических факторов на формирование структуры и свойства пенобетона. Установлено, что при равноценных исходных составах смеси определяющими технологическими параметрами, влияющими на процесс поризации кремнеземвяжущего шлама, являются: устойчивость и кратность пен; вид, расход, дисперсность кремнеземистого компонента и вяжущего; соотношение кремнеземистого компонента к вяжущему; способ подготовки пенобетонной массы. При этом отмечается значительная осадка ячеистобетонной массы при формовании и усадка изделий, достигающая 1,5 - 2,5 мм/м.

Усложнение существующих технологических схем производства пе-нобетонов также связано с помолом кварцевого песка, использованием стабилизаторов структуры для обеспечения меньшей усадки ячеистых бетонов и повышения их эксплуатационной надежности. Для гарантированного обеспечения получения пенобетона с величиной средней плотности 600 кг/м3 и менее необходим помол кварцевого песка до удельной поверхности 2500 - 3000 см2/г (удельная поверхность немолотого песка - 3.. .190 см2/г) [1].

Применение попутного не используемого продукта (отхода) при дроблении альбитофировых и диабазовых горных пород на щебень впервые было предложено В.Ф. Завадским и Г.Н. Фомичевой. Исследования, которых в основном базируются на приготовлении неавтоклавных газобетонов на основе этих пород [2, 3, 4].

Несмотря на значительные научно-технологические разработки в области технологии получения строительных изделий из пенобетонов, требуется поиск и теоретическое обоснование способов производства бетонов нового класса с целью применения немолотого песка, новых видов тонкодисперсных кремнеземистых компонентов, снижения средней плотности, осадки смеси и усадки пенобетонных изделий на минеральной основе. Отсутствие практики промышленного производства и применения в строительстве пенобетона, полученного на основе диабазового порошка, вызывает необходимость подробного и всестороннего изучения его влияния на основные свойства смеси и пенобетона.

Зерновой состав кварцевого песка с карьера «Тихий» (г. Сургут) представлен в табл. 1. Содержание крупных включений в песке размером более 10 мм составляет 0,35%, зерен размером от 5 до 10 мм - 2% по массе, а полный остаток на сите №0,63 для мелкого песка должен находиться в пределах 10 - 30% по массе, что удовлетворяет требованиям ГОСТ 8736-

2014.

Таблица 1

_ Зерновой состав кварцевого песка _

Кремнеземистый компонент Наименование остатка на ситах Остатки на ситах, % по массе Проход через сито с сеткой № 0,16 (0,14), % по массе

2,5 1,25 0,63 0,315 0,16 (0,14)

Кварцевый песок Частный 3 6,5 13,5 24 35 14

Полный 3 9,5 23 47 82 96

Диабаз - интрузивная гипабиссальная мелкозернистая порода основного состава, состоящая из основного плагиоклаза и пироксена с большим содержанием в их составе железомагнезиальных силикатов. Структура крупно-, средне- и мелкозернистая, реже плотная или порфировая. Диабазы отличаются высокой твердостью, прочностью (300 -400 МПа на сжатие) и вязкостью, что связано с большим содержанием в их составе железомагнезиальных силикатов и свойственной этим породам структурой [1].

Основные физические свойства применяемых кремнеземистых компонентов приведены в табл. 2

Таблица 2.

Физические свойства кремнеземистых компонентов_

Свойства Вид кремнеземистого компонента

диабазовый порошок кварцевый песок

Влажность при отборе проб, % 0,3 3,1

Модуль крупности --- 1,6

Содержание отмучиваемых примесей, % --- 3,5

Содержание органических примесей --- светлее эталона

Насыпная плотность, кг/м3 1500 1490

Истинная плотность, кг/м3 2400 2310

Удельная поверхность, см2/г 2800 106

Остаток на сите № 008, % 1 ---

Пенобетон изготавливался из вяжущего и смеси кремнеземистых компонентов, при следующем содержании диабазового порошка и кварцевого песка соответственно, % по массе: 0 и 100; 25 и 75; 50 и 50; 75 и 25; 100 и 0.

Минимальная величина средней плотности пенобетона равная 570 -590 кг/м3 получена на смеси кремнеземистых компонентов при следующих соотношениях: диабазовый порошок - 63...75%, кварцевый песок -25.. .37% по массе. Увеличение содержания кварцевого песка в смеси ведет к повышению средней плотности пенобетона на 25 - 30%, что отрицательно влияет на теплоизоляционные свойства ячеистого бетона. При полной замене песка диабазовым порошком, плотность пенобетона также увеличивается на 7% и составляет 620 кг/м3, при этом прочность при сжатии равна 2 МПа (рис. 1).

Рис. 1. Влияние расхода кремнеземистых компонентов на среднюю плотность и прочность пенобетона

Подбор оптимального соотношения смеси кремнеземистых компонентов к вяжущему (С) осуществлялся при расходах диабазового порошка равного 75% и кварцевого песка - 25% по массе. Наименьший показатель средней плотности пенобетона получен при «С» равном 1,25, но при этом наблюдается значительное снижение предела прочности при сжатии до 0,8 МПа, что объясняется заниженным содержанием портландцемента в пено-бетонной смеси. Оптимальное соотношение смеси кремнеземистых компонентов к вяжущему составляет 0,75 при котором получена средняя плотность пенобетона равная 540 кг/м3, = 1,98 МПа. При увеличении количества вяжущего в смеси наблюдается повышение прочностных характеристик, но при этом происходит резкое возрастание средней плотности пенобетонных образцов на 16 - 20% (рис. 2).

650

600

и

Ьй

н о о к н

о -

с

ЬЙ —

=

ч

о

Си

и 400

550

500

450

350

ч

Ч \

\

0.5

0.75

1

2Г9

2,5

2Д

1.7

1.3

0.9

0,5

1.25 С

(Й С £

К К

н Й

о

к

о,

с

А Н О

о

К ?

о сх

С

средняя плотность; прочность

Рис. 2. Влияние соотношения смеси кремнеземистых компонентов к вяжущему на среднюю плотность и прочность пенобетона

Таким образом, использование тонкодисперсного диабазового порошка, полученного в результате дробления горных пород, позволяет частично или полностью заменить кварцевый песок в составе сырьевых смесей для получения пенобетона.

Список литературы

Дерябин П.П. Теория и технология строительных изделий из ячеистых бетонов: монография. - Омск: СибАДИ, 2015. - 275 с.

Завадский В.Ф. Попутные продукты от дробления альбитофировых горных пород - сырье для получения растворов и ячеистых бетонов / В.Ф. Завадский, Г.Н. Фомичева // Современный материалы и технологии в строительстве: Сб. науч. трудов. - Новосибирск: НГАСУ, 2003. - С. 57 -60.

Завадский В.Ф. Новый вид наполнителя для ячеистого бетона / В.Ф. Завадский, Г.Н. Фомичева, И.В. Камбалина // Строительные материалы. -2004. - № 7. - С. 60 - 61.

Фомичева Г.Н. Технологические параметры получения неавтоклавного альбитофирового газобетона / Г.Н. Фомичева, В.Ф. Завадский, О.В. Ко-тельникова // Изв. вузов. Строительство. - 2004. - № 12. - С. 26 - 30.