УДК 691.33: 539.31 /.37
Хвастунов В.Л., Москвин Р.Н., Карташов А.А.
Пензенская государственная архитектурно-строительная академия
Разработка ресурсосберегающих технологий с ориентацией на безобжиговые малоэнергоемкие материалы является актуальной задачей и требует разрешения во всех регионах Российской Федерации. Огромные ресурсы местного сырья в виде глин, известняков, цеолитов и техногенных отходов являются большим стимулом их использования в композиционных материалах для различных видов строительства. Однако их широкое использование ограничено из-за малой изученности их основных прочностных и деформационных свойств.
В течение 30 летнего периода времени на кафедре технологии бетонов, керамики и вяжущих проводятся комплексные исследования физико-механических свойств материалов на основе различных минеральных композиций.
В исследованиях [1] установлена зависимость между несущей способностью растворной составляющей на основе цемента, ее структурой и составом. Для изготовления опытных образцов-балочек размером 40´40´160 мм были использованы три разновидности кварцевого песка (речной, карьерный, стандартный) и приняты следующие соотношения цемента М 400 и песка по массе: 1:0; 1:1; 1:1,5; 1:2; 1:3. Испытания образцов проводили в возрасте 59-60 суток с определением призменной прочности, модуля деформации и прочности при сжатии. Результаты испытаний приведены в таблице 1.
Из данных таблицы 1 видно, что изменение структуры материала за счет изменения В/Ц — отношения для цементного камня, соотношения Ц:П для раствора при постоянной удобоукладываемости, вида песка с точки зрения его формы зерен приводит к значительным изменениям контролируемых параметров. Так, изменение В/Ц — отношения цементного теста от значения 0,25 до 0,31 приводило, с одной стороны к уменьшению прочности и модуля упругости соответственно на 22,8 и 12,7% , а с другой — к увеличению сжимаемости цементного камня на 9,2%. Увеличение доли песка в растворе всех серий образцов от 1:1 до 1:3 вызывает снижение значения призменной прочности в 2-4 раза, модуля упругости и сжимаемости в 1,5 — 2 раза.
В исследованиях последнего времени были получены глиношлаковые композиции [2,3] с прочностью при сжатии Rcж=15-50 МПа с модулем упругости Е= (10-30) х103 МПа с необходимым периодом долговечности. Основной целью настоящих проведенных исследований является выявления влияния рецептурных факторов на физико-механические свойства глиношлаковых композиций и их анализ, по сравнению с цементно-песчаными растворами, определяющими процесс поведения бетонов под нагрузкой.
В качестве исходных материалов для проведения экспериментальных исследований использовали измельченную глину Долгоруковского месторождения Пензенской области с удельной поверхностью 3500 см2/г по прибору ПСХ-2, молотый гранулированный шлак Новолипецкого металлургического завода с удельной поверхностью 3500 см2/г, активизирующую добавку щелочи NаОН. В процессе исследований изготавливались образцы-цилиндры диаметром 35 мм и образцы-балочки размером 20´20´100 мм методом силового прессования при давлении 15 МПа.
С целью получения однородной смеси из мелкодисперсных порошков их перемешивание осуществлялось в сухом виде с применением резиновых шаров в смесительной емкости. Затем в смесь сухих компонентов добавляли активизаторы твердения в количестве 2 % от их массы с водой затворения, после чего смесь вновь перемешивалась вручную в фарфоровой чаше. Отформованные образцы хранили в нормальных условиях при влажности 100% определенное количество суток, а затем подвергали испытанию на прочность при сжатии и определяли статический и динамический модуль деформаций. Результаты испытаний приведены в таблице 2 и отражены на рисунках 1,2 и 3
Анализ полученных данных свидетельствует о том, что глиношлаковые материалы обладают необходимыми прочностными и деформационными характеристиками, находящимися в пределах свойств цементно-песчаных растворов, и могут быть использованы для изготовления конструкционных и стеновых материалов.
На основе матрицы с такими характеристиками представляется возможным изготавливать как конструкционные материалы и изделия, так и конструкционно-теплоизоляционные в виде полнотелого и пустотелого кирпича и блоков, тротуарной плитки, бордюрных камней, оснований и покрытий автомобильных дорог, обочин, укреплённого глинистого грунта в качестве фундаментов малоэтажных зданий и т.д.
Рассматривая полученные результаты, можно отметить, что оптимальными композициями являются те, которые содержат от 60 до 80 % шлака. Для производства можно рекомендовать состав, который содержит минимальное количество шлака из данного диапазона, то есть состав Г:Ш = 40:60
Библиографический список
- Повышение эффективности применения цементных и асфальтовых бетонов в Сибири. Межвузовский сборник. — Новосибирск, 1978.
- Глиношлаковые строительные материалы / Калашников В.И., Нестеров В.Ю., Хвастунов В.Л., Комохов П.Г., Соломатов В.И., Марусенцев В.Я., Тростянский В.М. Под общей редакцией В.И. Калашникова. — Пенза: ПГАСА, 2000. — 208 с.
- Калашников В.И., Хвастунов В.Л., Викторова О.Л. и др. Теоретические предпосылки поверхностной активности карбонатов и формирования прочности карбонатноцементных и карбонатношлаковых вяжущих. // Современные проблемы строительного материаловедения: Материалы пятых академических чтений РААСН./ Воронеж, 1999. — С. 181 — 187.
Смотрите также:
РОЛЬ ПЛАСТИФИКАТОРОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЖАРОСТОЙКИХ ГЛИНОШЛАКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
