АНГИДРИТОВЫЕ КОМПОЗИЦИИ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ МИКРОКРЕМНЕЗЕМОМ И ПОРТЛАНДЦЕМЕНТОМ. ВКР. Обзор существующих композиций минеральных вяжущих на основе сульфата кальция 6
 Скачать 1.73 Mb.
|
Глава 2. Материалы и методы исследований2.1. Характеристика исходных компонентовВ качестве вяжущего для приготовления композиций использовалась ангидритовая порода Ергачевского месторождения (Пермский край). Для улучшения физико-механических показателей ангидритового вяжущего в состав вводились комплексные добавки, включающие микрокремнезем и портландцемент. В качестве активатора твердения смеси на основе ангидрита использовался гидросульфит натрия (NaHSO3). Для затворения приготавливаемой смеси использовалась обычная, не дистиллированная вода, соответствующая ГОСТ 23732-2011. 2.1.1. Свойства природного ангидритаОсновным компонентом для получения минерального композиционного материала использовался природный ангидрит Ергачевского месторождения (Кунгурский район, Пермский край), молотый до фракции 315 мкм. Для приготовления образцов ангидритовый камень предварительно дробился в щековой дробилке ЩД-6, измельчался в порошок в лабораторной дисковой мельнице ИД-200 до удельной поверхности 3000 см2/г и подвергался просеиванию на сите №0,315 мм. Физические характеристики, химический состав и минералогический состав ангидритового сырья приведены в таблицах 1, 2. Таблица 1.Физические характеристики ангидритового камня
Таблица 2. Химический состав ангидритового камня
Рентгенофазовый анализ природного ангидрита (рис. 1) показал, что в его составе кроме минерала ангидрита (dα = 3,50; 2,86; 2,47; 2,33; 2,21; 2,19; 2,09; 1,87; 1,75 А и т.д.) присутствует также минерал – двуводный гипс (dα = 7,62; 4,29; 3,8; 3,07 А).  Рис. 1. Дифрактограмма природного ангидрита Исследование пробы образца на рентгеновском дифрактометре и электронном микроскопе показало, что в минералогическом составе присутствует нерастворимый ангидрит около 80 %, до 15 % – двуводный гипс. В качестве примесей содержится кварц менее 1 % (SiO2), доломит (CaMg(CO3)2) – около 2 %, возможно также присутствие глины типа монтмориллонита Ca2(Al,Mg)2Si4O10(OH)2∙H2O, минералов группы серпентина – каолинита типа палыгорскита – Mg5(SiAl)8O20(OH)2 ∙ 8H2O и полевых шпатов типа ортоклаза – KAlSi3O8 при общем количестве до 1 %. Приведенные данные представлены в таблице 3. Таблица 3. Минералогический состав ангидритового камня
Таким образом, в составе ангидритового камня кроме минералов – ангидрита и гипса присутствует доломит, кварц и примеси в виде глинистых частиц и полевых шпатов. 2.1.2 Свойства цементаВ качестве модифицирующей добавки в состав ангидритового вяжущего вводился портландцемент. Для приготовления исследуемой композиции применялся цемент производства ОАО «Магнитогорский цеметно-огнеупорный завод» г. Магнитогорск. Физико-механические характеристики цемента представлены в таблице 4. Таблица 4. Физико-механические характеристики портландцемента
На основании приведенных данных можно сделать вывод, что в исследованиях применяется портландцемента (ПЦ) марки ЦЕМ I 42,5 Н (ПЦ 500-Д0) в соответствии с ГОСТ 31108-2003. 2.1.3. Свойства микрокремнеземаМикрокремнезем представляет собой ультрадисперсный материал, состоящий из частиц сферической формы, получаемый в процессе газоочистки технологических печей при производстве кремнийсодержащих сплавов. Основным компонентом материала является диоксид кремния аморфной модификации. В исследованиях использовался микрокремнезем МК-85 производства г. Челябинск. Таблица 5. Химический состав микрокремнезема МК-85
По гранулометрическому составу размер частиц модификатора составляет от 150-300 нм. Насыпная плотность не более 350 кг/м3. Химический состав применяемого микрокремнезема приведен в таблице 5.  Рис.2. Дисперсионный анализ микрокремнезема: 1 - до обработки ультразвуком, 2 - после обработки ультразвуком в течение 3 мин. В связи с высокой дисперсностью частиц при хранении микрокремнезем подвергается уплотнению и агрегации частиц. При анализе дисперсности без предварительной диспергации средний размер агрегированных частиц микрокремнезема составляет в среднем 20 мкм. Поскольку используемый в работе микрокремнезем МК-85 обладает гарантийным сроком хранения 18 месяцев, однако до момента использования добавки в настоящих испытаниях срок хранения составил порядка 3 лет, что в 2 раза превышает временной промежуток, при котором модификатор остается активным без существенного изменения характеристик. Для увеличения дисперсности и уменьшения среднего размера частиц микрокремнезем подвергался механической активации путем истирания в ступке в течение 3 минут. 2.1.4. Свойства биокремнеземаБиокремнезем — это высокоактивная минеральная (пуццолановая) добавка для сухих строительных смесей. Представляет собой аморфный диоксид кремния биогенного происхождения, получаемый в результате специальной комбинированной активации природного диатомита.  Рис.3. Дисперсионный анализ биокремнеземаДля получения материала с повышенной водостойкостью при применении илистокремнеземистой добавки на основе микрокремнезема и карбидного ила требуется осуществление тепловлажностной обработки или его выдержка в нормальных условиях. Использование илистокремнеземистой добавки на основе биокремнезема и карбидного ила не требует специальных условий твердения. Для увеличения дисперсности и уменьшения среднего размера частиц биокремнезем подвергался механической активации путем истирания в ступке в течение 5 минут. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
