Атмосферостойкость портландцементов с 20 и 30% туффитовыми добавками обожженных при 600 ° C

Section 11. Chemistry

Полученные результаты проверялись и на больших образцах размером 15*15X15 см и 20X20X20 см. Трещины и вспучивании после автоклавной обработки не обнаружено, образцы же на вяжущих без добавки дистиллерной жидкости были покрыты сеткой трещин.

Проведенные эксперименты дают основание утверждать, что дистиллерная жидкость является средством борьбы с явлениями изменения объема сталеплавильных шлаков. Кроме того дистиллерная жидкость обеспечивает рост прочности образцов.

Следует отметить, что из-за отсутствия извести в шлаково-кварцевом вяжущем можно получить силикатный кирпич по бессилосной технологии. Это упрощает и сокращает технологический процесс на 2-3 ч. и исключает необходимость строительство силосов. Изготовление силикатного кирпича на основе молотого сталеплавильного шлака и песка, позволяет также снять давление в автоклаве до 0,2-0,6 МПа и сократить время автоклавирования до 6 часов.

Список литературы:

1. Омарова С. Д. Сырьевая база Каракалпакстана для производства силикатного кирпича.//Республиканская научно-техническая конференция. - Н.:, 1999. С. 27.

2. Омарова С. Д., Адылов Д. К. Получение силикатного кирпича на основе сырья Каракалпакстана.//Вторая научно-техническая конференция «Новые неорганические материалы». - Т.:, 2000. С. 86.

3. Рахимов Р. А., Атакузиев Т. А. Влияние некондиционного кремнеземистого сырья на свойства силикатного кирпича//Архитектура и строительство Узбекистана. - Т.:, 2007. № 1. С. 10-15.

Kabulova Lola Baltamuratovna, Tashkent chemical-technological institute, the investigator, the competitor of the department "Technology of inorganic substances" Djandullaeva Munavara Saparbaevna, Tashkent chemical-technological institute, the senior researcher-investigator, the competitor of the department

« Technology of inorganic substances» E-mail: djandullaeva@mail.ru Atakuziev Temirjan Azim ugli, Tashkent chemical-technological institute, the doctor of technical sciences, professor, the department of «Technology of inorganic substances»

Atmospheric stability of Portland cement with 20 and 30% of tuffite additives which were burnt under 600 ° C

Abstract: Studied stability of the Portland cement in different condition of the air hardening with 20-40% dosages of tuffite. Tuffite Portland cement and pussolain Portland cement with 40% of tuffite additives start show tendency to waste of durability later than Portland cement.

Tuffite pussolain Portland cements behave in atmospheric circumstances like глиеж are stable in these circumstances so that it can be used in overground construction.

Keywords: Portland cemend, pussolain Portland cement, tuffite, physical and mechanical properties, activity, freezing, durability.

Кабулова Лола Балтамуратовна, Ташкентский химико-технологический институт, соискатель, кафедра «Технология неорганических веществ» Джандуллаева Мунавара Сапарбаевна, Ташкентский химико-технологический институт, старший научный сотрудник-соискатель, кафедра «Технология неорганических веществ»

110

Atmospheric stability of Portland cement with 20 and 30% of tuffite additives which were burnt under 600 ° C

Атакузиев Темиржан Азим угли, Ташкентский химико-технологический институт, доктор технических наук, профессор, кафедра «Технология неорганических веществ»

Атмосферостойкость портландцементов с 20 и 30% туффитовыми добавками обожженных при 600 ° C

Аннотация: Изучен стойкость портландцемента в различных условиях воздушного твердения при 20-40% дозировки туффита. Туффитовый портландцемент и пуццолановый портландцемент при 40% добавки туффита начинают проявлять тенденцию к сбросам прочности позже, чем портландцементы.

Туффитовые пуццолановые портландцементы ведут себя в атмосферных условиях также как стойкий в этих условиях глиеж портландцемент, поэтому он может быть использован в надземном строительстве.

Ключевые слова: портландцемент, пуццолановый портландцемент, туффит, физико-механические свойства, активность, твердение, прочность.

Одним из основных требование предъявляемых к цементам предназначенных для использования в надземных сооружениях и в зонах переменного уровня, является атмосферостойкость, т. е. достаточная долговечность при твердении на воздухе и при частых и резких сменах температурного и влажностного режима среды.

Многолетний опыт исследований и применения на практике различных цементов показал, что наилучшие результаты в указанных условиях дают портландцементы без активных минеральных добавок.

Введение в портландцемент влагоемких кремнеземистых пород типа трепелов и опок приводит к ухудшению атмосферостойкости особенно морозостойкости цементов. Поэтому в настоящее время пуццолановые портландцементы для этих целей не применяются. Между тем работы лаборатории химии силикатов АН РУз показывают, что такие выводы в отношении всех пуццолановых портландцементов недостаточно обоснованы.

В частности, изучение воздухостойкости глиеж-портландцемента [1] показало, что он давал сбросы при воздушном твердении только при 70% добавках глиежа. Портландцемент с 40% глиежа имел непре-ривный рост прочности при твердении на воздухе в течение 10 лет. В отношении мороза глиежпорт-ландцемент с 30% добавкой глиежа ведет себя также, как и портландцемент. Исходя из этих данных, И. С. Канцепольский рекомендует глиежпортланд-цемент с 30% глиежа как для подводного, так и для надземного строительства. Основной причиной такого своеобразного поведения глиежпортландцемента по сравнению с трепельными портландцементами является, как указывает автор, значительно меньше количества коллоидальных продуктов в структуре твердевшего глиежпортландцемента.

В настоящее время применяются глиежи Ангрен-ского месторождения. Активность пород, составляет 35-70 мг/г. Эти глиежи считаются кондиционными, глиежи с активностью ниже 35 — некондиционными. Это происходит в результате подземных пожаров осадочные породы надугольной и каолиновой свит юры подвергались обжигу с образованием горелых пород, так называемых глиежей. Степень обожжен-ности песчано-глинистых пород нижней части юры неодинакова. Она зависила от близости к очагу пожара, возможности доступа воздуха, трещиноватости пород и других причин. Наибольшей активностью обладают глиежи, обожженные при температуре 700-800 °C. Верхная часть разреза юрской толщи не обожжена и не обладает гидравлической активностью [1].

Поэтому при отборе кондиционного глиежа необходима тщательный контроль, тогда еще долгие годы можно будет пользоваться этим карьером. Имеется прирост запасов за счет разведки прилагающих площадей по данным «Химгеолнеуда».

Предлагаемый туффитовый портландцемент по своей природе значительно выше по активности глиежпортландцемента, так как обожженный при 600 °С туффит по поглощению извести 3-4 раза выше глиежа.

Воздухостойкость туффитового портландцемента. Основными внешными факторами, действующими на цемент в воздушных условиях, является высыхание и карбонизации. Воздухостойкость вяжущего и определяется тем, какое влияние эти факторы оказывают на структуру цементного камня.

В цементах, содержащих большое количество гелеобразных продуктов, в частности в известково-пуц-цолановых цементах, совместное действие высыхания

111

Section 11. Chemistry

и карбонизации приводит к нарушению связанности цементного камня, к возникновению трещин, а в конечном итоге разрушению цемента.

В отвердевшем туффитовом портландцементе, помимо коллоидальных, имеется значительное количество кристаллических продуктов, главным образом гидроалюминатов кальция создающих как бы жесткий каркас. Поэтому при твердении туффитового портландцемента на воздухе роль указанных факторов несколько иная, чем для известково-пуццолановых цементов. Недостаток влаги в среде, где происходит твердение цемента, может проявиться в двух направлениях: 1) прекращение химических процессов гидратации цементных минералов и взаимодействия добавок с известью; 2) испарение несвязанной воды и высыхание новообразований.

Роль этих процессов различен. Очевидно, что падение прочности может иметь место только в результате второго из них. Прекрашение или замедление гидратации может явиться лишь причиной низких абсолютных значений механической прочности, т. е. стабилизации её на низком уровне.

Как показали специально поставленные опыты, сбросы прочности всех цементов-портландцемента, туффитового портландцемента-имеют место только в том случае, когда удаляется свыше 80% несвязанной воды, т. е. при очень глубоком высыхании, которое по-видимому, сопровождается разрывом межзерновых контактов. Добиться такого высыхания удалось в сухом пространстве в эксикаторе над концентрированной серной кислотой для малых пористых балочек

состава 1:3,5 размером 1x1x3 см. Обычное удаление несвязанной воды, которое возможно на воздухе, в пределах 50-60% не только не приводило к падению прочности, а наоборот, даже способствовало ее увеличению как для портландцемента, так и для испытанных туффутовых портландцементов.

Второй процесс, протекающий на воздухе — карбонизация свободной извести и клинкерных минералов, в начальные сроки, когда цементы еще сохраняют значительное количество влаги, сопровождается существенным ростом прочности. На рис. 1, 2 приведены сравнительные данные по испытаниям прессованных малых балочек составов 1:3,5 размером 1x1x3 см, твердевших во влажном пространстве без CO2 и в сухом пространстве без CO2 (над концентрированном H2SO4) в среде с 53%-ной относительной влажностью без CO2 и на воздухе. Как видно, прочность всех цементов на воздухе значительно выше, чем пространстве с 53%-ной относительной влажностью, хотя условия для испарения влаги в обоих средах примерно одинаковы и отличаются эти среды только тем, что на воздухе высыханию сопутствуют карбонизация.

Кривые твердения после трех месяцев для туф-фитовых портландцементов, особенно в присутствии туффита, приобретает скачкообразный характер, хотя анализы показывают, что количество CO2 в цементах увеличивается следовательно, карбонизация как положительный фактор уже себя исчерпала. Совместно, с высыханием она приводит к нарушению нормальной структуры цементного камня и падению прочности.

Рис. 1. Предел прочности портландцемента при изгибе в зависимости от условий твердения

1-влажное пространство без CO2; 2-сухое; 3-полусухое без С02; 4-воздух

112

Atmospheric stability of Portland cement with 20 and 30% of tuffite additives which were burnt under 600 ° C

Рис. 2. Предел прочности туффитового портландцемента при изгибе в зависимости от условий твердения (балочки размером 1х1х3 см, состава 1:3,5).

1-влажное пространство без CO2; 2-сухое; 3-полусухое без С02; 4-воздух.

Существенной разницы в поведении различных цементов в указанных опытах не наблюдалось. Можно было только констатировать, что туффитовые пуццолановые портландцементы, начинают проявлять тенденцию к сбросам прочности позже, чем портландцементы.

Результаты испытаний тех же цементов в пластичных растворах 1:3 (табл.) показали, что в более плотных образцах, какими являются балочки, 4х4х16 см по сравнению с прессованными балочками состава

Таблица 1. - Прочнос

1:3,5 размерами 1х1х3 см и ни у одного из них не снизилось прочность при твердении на воздухе в течение двух лет. Напротив, к этому сроку прочность возросла по отношению к исходного портландцемента в 2-4 раза, для туффитового портландцемента в два раза.

Таким образом плотность цементного камня имеет исключительно большое значение для сохранности цемента на воздухе.

цементов на воздухе

№ опы- Состав цемента,% П редел прочности при сжатии, М Па

та ПЦ Туффит 7 сут. 28 сут. 3 мес. 6 мес. 9 мес. 12 мес. 24 мес.

1 100 - 90 140 118 170 135 - 190

1 а 100 — 100 190 135 120 - 175 -

2 70 30 75 150 145 150 150 - 160

2 а 70 30 100 175 185 140 - 160 -

3 60 40 85 95 90 105 95 - 18

Суммируя все опыты по изучению стойкости туффитового портландцемента и туффитового пуццола-нового цемента в различных условиях воздушного твердения, можно констатировать, что при 20-40% дозировки туффита туффитовый портландцемент,

туффитовый пуццолановый портландцемент, ведет себя в атмосферных условиях также как глиеж портландцемент, поэтому он может быть использован в надземном строительстве.

Список литературы:

1. Канцепольский И. С. Глиеж, как активная минеральная добавка. - Т.:, Из-во АНУзССР, 1958. 271 с.

2. Ли Ф. М. Химия цемента и бетона. - М., Госстройиздат, 1961.

3. Мальквори Д. Ж. Пуццолановый портландцемент. Труды IV Международного конгресса по химии цемента. - М.:, Стройиздат, 1964.

113