К.т.н., доц. Володченко А.Н.

Белгородский государственный технологический

университет им. В.Г. Шухова, Россия

АВТОКЛАВНЫЙ ГАЗОБЕТОН НА ОСНОВЕ

МАГНЕЗИАЛЬНЫХ ГЛИН

Строительные материалы из ячеистых бетонов благодаря своим уникальным свойствам приобретают все большую популярность. Эти материалы сочетают в себе улучшенные теплоизоляционные характеристики с высокими эксплуатационными и технико-экономическими показателями. Основным достоинством ячеистых бетонов является создание комфортной среды проживания.

По традиционной технологии кремнеземистым сырьем для производства автоклавного газобетона является кварцевый песок, запасы которого ограничены. Для производства автоклавных силикатных материалов, как показали ранее проведенные исследования, можно использовать глинистые породы незавершенной стадии глинообразования, которые в больших количествах попадают в зону горных работ при добыче полезных ископаемых [1]. Установлена возможность использования магнезиальных глин Архангельской алмазоносной провинции (ААП) в качестве компонента вяжущего силикатных автоклавных материалов [2].

Целью работы – изучение возможности получения автоклавного газобетона с использованием в качестве сырья магнезиальных глин.

Изучаемую породу вводили в газобетонную массу в виде вяжущего, получаемого совместным помолом породы, извести и кварцевого песка до удельной поверхности 500 м²/кг. Содержание глины составляло 5–15 мас. % от сухой смеси. Активность смеси составляла 10, 12 и 14 %. Отношение кремнеземистого компонента к вяжущему (С) было принято 1,0 и 1,5. В качестве газообразователя использовали алюминиевую пудру. Водотвердое отношение В/Т принималось из условия обеспечения расплыва растворной смеси по Суттарду 19–20 см при температуре 35–40 °С. Автоклавную обработку проводили при давлении насыщенного пара 1,0 МПа по режиму: 1,5+6+1,5 ч.

Результаты физико-механических испытаний образцов представлены на рис. 1.

Рис. 1. Прочность газобетона в зависимости от содержания магнезиальной глины:

отношение кремнеземистого компонента к вяжущему С: 1, 2, 3 – 1; 4, 5, 6 – 1,5;

содержание CaO_акт, %: 1, 4 – 10; 2, 5 – 12; 3, 6 – 14.

С увеличением содержания глины до 10 мас. % (С = 1) при активности газобетонной массы 10 и 12 % предел прочности при сжатии образцов возрастает соответственно на 27,3 % и 41,4 % (см. рис. 1, кривая 1 и 2). Дальнейшее увеличение содержания породы в массе до 15 мас. % незначительно снижает прочность образцов. Оптимальное содержание породы, обеспечивающее максимальную прочность образцов, составляет в пределах 10–15 мас. %. Повышение активности газобетонной массы до 14 % снижает прочность образцов (см. рис. 1, кривая 3).

При С = 1,5 (см. рис. 1, кривые 4–6) прочность повышается как с увеличением содержания глины до 15 мас. %, так и с увеличением активности газобетонной массы. При этом более низкие значения прочности, полученные для составов при С = 1,5, вероятно, обусловлены формированием менее прочной структуры цементирующего соединения.

Коэффициент размягчения газобетона при добавке глины повышается и составляет в пределах 0,78–0,91, что свидетельствует о том, что полученный материал является водостойким. Максимальная водостойкость (К_раз = 0,91) соответствует образцам при С = 1, содержащие 10 мас. % глины и активности газобетонной массы 12 %. Этому составу соответствует также максимальная прочность газобетона (см. рис. 1, кривая 2). Следовательно, в этом случае формируется оптимальная микроструктура цементирующего соединения, обеспечивающая высокие физико-механические показатели газобетона.

Методами термографического и рентгенографического анализа установлено, что продуктами взаимодействия породообразующих минералов изучаемого сырья с известью являются преимущественно низкоосновные гидросиликаты кальция. Отмечено также присутствие карбоната кальция и магния. В известково-песчаных образцах с добавкой магнезиальной глины также возможно образование гидросиликатов магния типа серпентина.

Таким образом, магнезиальные глины Архангельской алмазоносной провинции пригодны в качестве компонента вяжущего для получения автоклавного газобетона. За счет высокой реакционной способности породообразующих минералов породы ускоряется синтез новообразований и формируется оптимальная микроструктура цементирующего соединения, что позволяет повысить прочность изделий. Кроме этого, вследствие высокой дисперсности глины сокращаются затраты энергии на приготовление вяжущего, получаемого совместным помолом глины, песка и извести. Экономия энергозатрат на производство газобетонных изделий составит 25–30 %.

Литература:

1. Лесовик, В. С. Повышение эффективности производства строительных материалов с учетом генезиса горных пород: научное издание / В. С. Лесовик. – М.: Изд-во АСВ, 2006. – 526 с.

2. Володченко А.Н. Особенности взаимодействия магнезиальной глины с гидроксидом кальция при синтезе новообразований и формирование микроструктуры / А.Н. Володченко // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2011. – № 2. – С. 51–55.