К.т.н., доц. Володченко А.Н.

Белгородский государственный технологический

университет им. В.Г. Шухова, Россия

ПЛАСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГАЗОБЕТОННОЙ СМЕСИ

НА ОСНОВЕ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ПОРОД

Основным кремнеземистым компонентом для производства газобетона автоклавного твердения по традиционной технологии является кварцевый песок, запасы которого ограничены. Расширить сырьевую базу производства автоклавных материалов можно за счет использования песчано-глинистых пород незавершенной стадии глинообразования, которые в больших количествах попадают в зону горных работ при добыче полезных ископаемых [1, 2].

Для нормального процесса формирования ячеистой структуры газобетона необходимо обеспечить определенное соотношение между скоростью газообразования и изменением вязкости. Лучшими условиями формирования ячеистых бетонов являются совпадение наиболее интенсивного газовыделения с оптимальными значениями пластично-вязких характеристик.

Целью работы является исследование реологических свойств газобетонных смесей на основе песчано-глинистых пород.

В исследованиях использовали песчано-глинистую породу региона Курской магнитной аномалии (супесь КМА) и три пробы, отобранные на месторождениях Архангельской алмазоносной провинции (ААП): магнезиальная глина, песок ААП и супесь ААП. Магнезиальная глина представляет собой плотную породу серого цвета со слоистой текстурой. В породе преобладают алевритовые и пелитовые частицы. Песок ААП представляет собой рыхлое отложение темно-красного цвета. Супесь ААП это рыхлая порода светло-желтого цвета с преобладанием псаммитовых частиц. Супесь КМА – рыхлая порода коричневого цвета. В породе преобладает алевритовая и пелитовая фракция.

В качестве кремнеземистого заполнителя для изготовления известково-песчаной (контрольной) массы и массы с добавкой магнезиальной глины использовали кварцевый песок. Активностью извести составила 78,3 %. В качестве газообразователя использовали алюминиевую пудру марки ПАП-1.

Исследовано влияние изучаемых пород на процесс порообразования газобетонной смеси. Активность сырьевой смеси составляла 14 мас. %. Песчано-глинистую породу добавляли в сырьевую смесь в виде вяжущего, получаемого совместным помолом породы и извести в соотношении 1:1 (S_уд = 500 м²/кг), а также в качестве кремнеземистого компонента взамен природному кварцевому песку. Высокая дисперсность супеси (S_уд = 100–110 м²/кг) позволяет исключить ее предварительный помол при приготовлении сырьевой смеси. Для корректировки состава газобетонных смесей, характеризующихся повышенной водопотребностью, использовалась добавка суперпластификатора С-3 в количестве 0,3–0,4 мас. % от массы сухих компонентов. Известково-песчаную (контрольную) массу готовили по традиционной технологии.

На рис. 1 представлена кинетика газовыделения (кривые 1¢–5¢) и вспучивания газобетонных смесей (кривые 1–5) на основе изучаемого сырья.

Рис. 1. Кинетика газовыделения ячеистых бетонов на основе:

1 – кварцевого песка; 2 – песка с содержанием 15 мас. % магнезиальной глины;

3 – песка ААП; 4 – супеси ААП; 5 – супеси КМА

Графическая величина отрезка между кривыми газовыделения и вспучивания для одного и того же материала обратно пропорциональна коэффициенту полезного использования выделившегося газа. Чем меньше разрыв между кривыми, тем лучше вспучивается масса, больше удерживается газа и лучше формируется пористая структура ячеистого бетона.

Газобетонные смеси на сырье из супеси ААП и КМА характеризуются повышенной пластической вязкостью, что определяет их повышенную газоудерживающую способность (коэффициент использования газа соответственно составил 0,66 и 0,67). Меньшей пластичностью обладает газобетонная масса на основе песка ААП, за счет чего газоудерживающая способность смеси снижается (коэффициент использования газа – 0,45). Минимальные показатели газоудерживающей способности показала известково-песчаная газобетонная смесь. Магнезиальная глина повышает пластичность формовочной массы, в результате чего возрастает ее газоудерживающая способность.

Таким образом, использование в качестве сырья песчано-глинистых пород улучшает реологические свойства газобетонной смеси, позволяя повысить газоудерживающую способность. Это обеспечивает плавный без «ложного кипения» и выбросов газа процесс вспучивания газобетонной смеси. При этом формируется макроструктура, которая способствует повышению прочностных характеристик автоклавного газобетона.

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. Регулирование свойств ячеистых силикатных бетонов на основе песчано-глинистых пород / А.Н. Володченко, В.С. Лесовик, С.И. Алфимов, А.А. Володченко // Известия вузов. Строительство. – 2007. – № 10. – С. 4–10.