Влияние глинистых примесей в песке на свойства ячеистых бетонов —
Практика изготовления крупноразмерных изделий из газобетона и газосиликата показывает, что при значительном содержании в песках глинистых примесей неминуемо снижение прочности и морозостойкости, появление трещин в изделиях при автоклавной обработке.
С целью изучения влияния минералогического состава глинистых примесей на свойства автоклавных ячеистых бетонов были составлены искусственные смеси чистого кварцевого песка Кичигинского месторождения с различным количеством глин.
Испильзовяны глины: ксэлннитовая Кыштычского месторождения, монотермитовая Часов-Ярского месторождения, монтмориллонитовая (органический бентонит) и гиндрослюдистая Клещихинского месторождения. Количество добавок соответствовало их содержанию в природных песках. Химический состав материалов приведен в табл. 1.
Для испытаний изготовлялись образцы-кубы ячеистого бетона объемного веса 700 ка/и3 размером 10Х10Х Х10 см на трех видах вяжущего: известковом, цементном и смешанном (из- весть+цемент). Оптимальное соотношение в % вяжущего и песка составляло известь песок = 30 : 70, цемент : пеоок = 30 : 70, цемент : известь : песок=20 : 20 : 60.
Автоклавная обработка производилась прн давлении 8 атм по режиму 6+8 f 6 ч.
Результаты физико-механических испытаний приведены в табл. 2, которая показывает, что глины разного минералогического состава не одинаково влияют на свойства ячеистых бетонов. Наиболее опасной примесью являются минералы группы монтмориллонита. Наиболее вредное влияние оказывают глинистые примеси па свойства газосиликата. Введение в смесь цемента положительно сказывается на свойствах ячеистого бетона. В образцах на цементном вяжущем примсей глины в количестве 5—10% способывова ш некоторому увеличению прочности при сжатии.
Кроме снижения физико-механических свойств монтмориллонит и монотермит резко ухудшают структуру ячеистого бетона — она становится неравномерной, с неправильными порами. Перегородки между порами деформированы и рассечены трещинами шириной в 15—30 мк Иногда встречаются глубокие каверны диаметром до 3—5 мм. Наиболее ярко изменения структуры проявляются в образцах на известковом вяжущем.
Петрографическое исследование шлифов запаренных образцов ячеистого бетона показало, что глинистые минералы практически полностью (при содержании в песке в пределах 5—20%) разлагаются в процессе взаимодействия с Са(ОН)2.
При физико-химических испытаниях установлено, что в результате взаимодействия Са(ОН)2 с примесями глинистых минералов фазовый состав газобетона изменяется незначительно: увеличивается основность волокнистых гидросилнкатов кальция, повышается степень их кристаллизации благодаря частичному переходу в тоберморит и появляются (в небольшом количестве) новые фазы — гидрогранаты и при низкоглиноземистых глинистых минералах — алюминатный тоберморит.
Однако эти изменения фазового состава не могут быть причиной резкого ухудшения свойств образцов.
По нашему мнению, основным фактором, снижающим прочностные показатели, морозостойкость, стойкость при попеременном увлажнении и высушивании ячеистого бетона под влиянием примесей, являются изменения струю цементного вещества Они обусловлены в первую очередь увеличенной водопотребностью ячеистой смеси за счет воды, расходуемой на смачивание развитой поверхности глинистых материалов и заполнение межпакетных пространств в минералах группы монтмориллонита. В результате этого уменьшается плотность, а следоватетьно и прочность цементирующего вещества.
Глинистые примеси монтмориллонтового типа даже прн небольшой концентрации образуют очень устойчивую тиксотропную структуру, которая также препятствует нормальному процессу вспучивания, вызывая нарушения ячеистой структуры.
Трещиностойкость изделий изучалась на блоках размером 0,1Х0,5Х1,0 м и на панелях размером 0,24X1,6X6 л, изготовленных в производственных условиях. В качестве примесей использовались глины: каолин, гидрослюда, монтмориллонит и монотермит.
После автоклавной обработки производился осмотр изделий, а также исследовалась структура газобетона. Результаты испытаний приведены п табл. 3.
Блоки, изготовленные на песке, размолотом по мокрому способу, с примесью 5% монтмориллонита трещин не имели. Однако при увеличении содержания этой смеси до 20% трещины наблюдаются при режиме автоклавной обработки с резким подъемом давления (за 1 I до 8 атм).
При сухом способе размола песка трещины образуются прн содержании монтмориллонита в количестве более 5% при любом режиме запаривания.
В период подъема температуры и давления в автоклаве глина еще не успевает прореагировать с известью. Монтмориллонит в отличие от других глин обладает способностью сильно разбухать при смачивании. Повышение температуры способствует дополнительному диспергированию монтмориллонита, что влечет за собой увеличение набухания.
Следовательно, в отношении трещинообразования наибольшую опасность представляет примесь разбухающих глин, особенно при сухом способе помола песка. Режим автоклавной обработки изделий, изготовленных на загрязненном песке, должен быть мягким, с плавным подъемом давления.