К.т.н., доц. Володченко А.Н.

Белгородский государственный технологический

университет им. В.Г. Шухова, Россия

Оптимизация состава сырья для повышения

пластических свойств газобетонной смеси

Для производства автоклавного газобетона по традиционной технологии в качестве кремнеземистого компонента используется кварцевый песок. Однако на основе этого сырья довольно сложно обеспечить необходимое соотношение между скоростью газообразования и изменением вязкости, что необходимо для нормального процесса формирования ячеистой структуры газобетона.

Обеспечить благоприятные условия формирования ячеистой структуры газобетона, при котором наиболее интенсивное газовыделение совпадает с оптимальными значениями пластично-вязких свойств смеси, можно за счет использования нетрадиционных песчано-глинистых пород незавершенной фазы глинообразования, которые широко распространены, а также в больших количествах попадают в зону горных работ при добыче полезных ископаемых. Было установлено, что эти породы можно использовать в качестве сырья для производства автоклавных силикатных материалов [1-3].

Целью работы – изучение пластических свойств газобетонных смесей на основе нетрадиционного сырья.

В исследованиях использовали породы месторождений Курской магнитной аномалии (КМА) и Архангельской алмазоносной провинции (ААП). В качестве сырья для изготовления известково-песчаной традиционной сырьевой смеси и смеси с содержанием магнезиальной глины использовали кварцевый песок. Активностью извести составляла 78,3 %. В качестве газообразователя использовали алюминиевую пудру марки ПАП-1.

На основе песчано-глинистых пород готовили вяжущее, полученное совместным помолом породы и извести в соотношении 1:1 до S_уд = 500 м²/кг. Из вяжущего и исходной породы готовили сырьевую газобетонную смесь с активностью 14 мас. %. Высокая дисперсность супеси КМА, супеси ААП, песка ААП (S_уд = 100–110 м²/кг) позволили исключить предварительный помол при приготовлении сырьевой смеси. Традиционную известково-песчаную массу готовили по традиционной технологии.

Показано, что в сравнении с традиционной известково-песчаной смесью газобетонные смеси на основе песчано-глинистых пород характеризуются повышенной пластической вязкостью, которая обусловливает их высокую газоудерживающую способность.

Процесс структурообразования газобетонных смесей проводили с помощью конического пластометра по мгновенному замеру величины предельного напряжения сдвига по методике П.И. Ребиндера (рис. 1).

Рис. 1. Кинетика изменения предельного напряжения сдвига газобетонных смесей на основе:

1 – кварцевого песка; 2 – песка, с содержанием 15 мас. % магнезиальной глины;
3 – песка ААП; 4 – супеси ААП; 5 – супеси КМА

Установлено, что процессы структурообразования в традиционной газобетонной смеси, которые выражаются в нарастании прочности структуры, начинают проявляться после 2–3 мин с момента заливки смеси в форму. Кинетическая кривая предельного напряжения сдвига для малопластичного материала на основе кварцевого песка имеет небольшой наклон к оси абсцисс (рис. 1, кривая 1). Этого времени индукционного периода структурообразования недостаточно для нормального вспучивания формовочной массы и схватывание наступает до окончания интенсивного газовыделения, что приводит к деструктивным явлениям газобетона.

Использование песчано-глинистых пород существенно повышает пластичность газобетонных смесей при относительно небольших значениях предельного напряжения сдвига. Повышение прочности структуры при этом не носит лавинообразный характер, и кинетические кривые характеризуются плавным изгибом (рис. 1, кривые 2–5). Длительность индукционного периода возрастает в 2–3 раза. Высокая пластическая вязкость смеси в период индукции препятствует объединению пузырьков газа. При этом формируется однородная мелкопористая структура с плотными межпоровыми перегородками, что повышает прочностные характеристики газобетона.

Таким образом, использование нетрадиционного песчано-глинистого сырья для получения газобетона оказывает положительное влияние на пластические свойства сырьевой смеси. Это позволяет улучшить газоудерживающую способность при сохранении небольших значений предельного напряжения сдвига в первоначальный период структурообразования, что обеспечивает повышение прочностных характеристик газобетона.

Литература:

1. Володченко А.Н., Лесовик В.С. Автоклавные ячеистые бетоны на основе магнезиальных глин // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2012. № 5. С. 14-21.

2. Ямб Э., Чему Ж., Лесовик В.С., Володченко А.Н. Строительные материалы на основе латеритных пород Камеруна и цемента // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2010. № 1. С. 27-33.

3. Volodchenko A.A., Lesovik V.S., Zagorodnjuk L.H., Volodchenko A.N. Influence Of The Inorganic Modifier Structure On Structural Composite Properties // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Т. 10. № 19. С. 40617-40622.