СМЕШАННЫЕ ГИПСЫ

Влияние химического состава доменного шлака

В целях изучения влияния доменных шлаков различного хи­мического состава на прочность и гидравличность смешанного гипса были исследованы шлаки городов Жданова, Сталине, Днепропетровска, Тулы, Магнитогорска, Макеевки и Краматор­ска. Как правило, все эти шлаки без исключения оказались при­годными для производства смешанных гидравлических гипсов.

Необходимо с особой тщательностью рассмотреть наиболее характерные доменные гранулированные шлаки, встречающиеся почти на всех металлургических заводах, но в то же время с признаками (по химическому составу), различно характеризую­щими их пригодность для производства бесклинкерного цемента и шлако-портландцемента.

Из нейтральных шлаков изучались два вида шлака завода гор. Жданова, отличающихся различным содержанием закиси марганца. Изучались основные шлаки, полученные со Сталин­ского металлургического завода; эти шлаки содержат макси­мальное количество окиси кальция (СаО). Кислые шлаки, бед­ные содержанием СаО, для исследования были получены от Магнитогорского металлургического завода. Изучением пере­численных видов шлаков был охвачен почти весь круг вопросов, связанных с влиянием химического состава доменных шлаков на прочность ^вяжущего. Остальные разновидности шлаков, отличающихся *по химическому составу, имеют преимущественно промежуточное значение. Шлаки с различным содержанием гли­нозема (А1203) специально не подбирались и изучались шлаки, бедные глиноземом, что было сделано по недостатку времени, а не вследствие недостаточной оценки значения глинозема для качества шлаков. Совершенно правильной является точка зре­ния П. П.- Будникова, что реакционная способность шлаков зна­
чительно уменьшается при низком содержании глинозема. Шла­ки с высоким содержанием глиноізема могут дать даже при низком содержании извести цемент высокого качества. Эги шлаки в тонко измельченном состоянии в присутствии воды без добавок способны затвердевать вследствие образования сложных гидроалюминатов. Приведенная выше точка зрения П. П. Будникова является весьма интересной в части новообра­зований устойчивых минералов типа этрингит и т. п.

Вредное влияние закиси марганца на активность и на рав­номерность изменения объема смешанного гидравлического гип­са также было изучено, так как в шлаковых цементах содержа­ние закиси марганца даже в количестве 3% уже оказывается вредным. Химический состав шлаков приведен в табл. 29.

Таблица 29

Удель­ный вес

А12О3

SiO,

Fe-A

СаО

MgO

SO*

МпО

П. П.П.

Сумма

Влаж­ности

32,01 34,85 34,09 37,33

1.40 1,03 1,46

1.41

43,06 44,25 52,15 39,20

103,06 102,81 103,64 102,53

2,42 0,87 0,33 0,11

5,27 0,74

9,22 6,98 6,87 10,84

3,03 2,41 2,16 5,30

4,75

5.39 4,10

2.40

4,32 7,15 3,82 6,05

Для приготовления смешанного гидравлического гипса при­менялся высокопрочный гипс, полученный методом самозапари­вания на заводе треста Азовстальстрой в августе 1948 г.

Испытание гипса, проведенное їв соответствии с требования­ми ТУ 33-44 Наркомстроя и НКГІСМ, показало следующие тех­нические характеристики:

1) нормальная густота — 40%;

2) сроки схватывания: начало 6 мин., конец 10 мин.;

3) рассев: на сите 64 отв/см2 остаток 8,4%, на сите 900 отв/см2 остаток 18,2%; полный остаток на ситах—26,6%; по­мол является грубым, не соответствующим требованию ТУ;

4) предел прочности на сжатие: через 3 часа—126 кг/см2, после высушивания до постоянного веса—280 кг/см2-,

5) предел прочности на растяжение: через 3 часа—23 кг/см2, после высушивания до постоянного веса—33 кг/см2;

6) удельный вес — 2,7; объемный вес—1,1.

Помол шлаков производился в шаровой мельнице до более тонкого измельчения, чем приведенный выше помол гипса. Шла­ки при рассеве давали полные остатки на сите 900 отв/см2 в пределах 2—10%.

Приготовление смешанного гидравлического гипса произво­дилось для каждой партии образцов одного состава. Само сме­шивание порошков гипса и молотого гранулированного домен­ного шлака осуществлялось вручную путем перемешивания
мастерком до образования однородной (по цвету) смеси. Об­разцы одного состава изготовлялись не только из одной партии смешанного гипса, но и одновременно для всех условий твер­дения.

Образцы изготовлялись из пластичной смеси; количество во­ды, соответствующее нормальной густоте, определялось вискози­метром для каждого состава смеси.

Размер экспериментальных образцов был принят равным для кубиков 7,07 X 7,07 X 7,07 см, а для восьмерок — стандартный. Условия твердения и вообще вся методика исследования соот­ветствовали описанию на стр. 89 без значительных отклонений.

Данные экспериментальных исследований ждановского шла­ка № 1 представлены в табл. 30 и 31.

Таблица 30

JS

С

Срок испытания и ус­ловия хранения образ­цов

Составы по весу (гипс : шлак). Предел прочности при сжатии в кг! см2

1:0

1:0,5

1:0,75

1:1

1:1,25

1:1,5

1:1,75

1:2

1:2,5

1:3

1:4

1:5

1:7

Нормальная густота смеси

0,40

0,37

0,35

0,32

0,30

0,31

0,30

0,30

0,30

0,31

О, эо

0,30

0,30

1

Через 3 часа пос­

Ле изготовления

126

89

87

84

77

51

53

59

45

31

25

8

8

2

Через 28 суток

Воздушно-сухо­

196

Го хранения. .

200

272

296

368

328

370

312

256

272

232

208

232

3

Через 3 месяца

Воздушно-сухо­

240

Го хранения. .

308

240

224

236

416

340

304

352

208

308

296

4

Через 6 мес. воз­

Душно-сухого

248

Хранения . . .

276

344

276

368

308

328

308

212

220

144

5

Через 12 мес. воз­

Душно-сухого

288

Хранения . . .

216

268

320

344

260

436

332

284

300

304

260

204

6

Пропаренные че­

Рез 1 сутки пос­

Ле пропарки. .

104

130

136

200

184

164

280

336

352

256

304

272

112

7

Через 12 мес. пос­

Ле пропарки

Воздушно-сухо­

276

Го хранения. .

264

320

292

396

352

504

500

564

412

476

460

212

8

Через 28 суток

Водного хране­

Ния....................

384

468

484

528

204

360

356

544

592

524

480

460

9

Через 7 мес. вод­

Ного хранения.

560

656

704

616

736

744

705

10

Через 12 мес. вод­

Ного хранения.

520

588

600

660

564

692

620

660

772

640

528

636

Сроки схватыва­

Ния в мин.:

Начало . .

6

9

20

15

19

12

8

12

16

14

14

15

14

Конец . . .

8

17

27

20

29

20

13

20

23

19

26

22

24

В табл 30 приведены результаты испытания образцов (кубиков), характеризующие различные составы смешанного гидравлического гипса, по пределу прочности при сжатии.

В табл. 31 приведены результаты испытания на растяжение восьмерок стандартного образца.

Таблица 31

С

Срок испытания и ус­ловии хранения образ­цов

Составы по весу (гипс: шлак);. Предел прочности при рдстяжении в к А см

I

1:0

1:0,5

1:0,75

1:1

1Ї1 ;251

1:1,5

1:1,75

1:2

1:2,5

1:3

1:4

1:5

1:7

1

Через 3 часа пос­ле изготовления

18

15

13

14

11

8

10

9

7

6

5

4

2

2

Через 28 суток воздушно-сухо­го хранения. .

24

29

25

29

26

30

23

18

25

19

22

16

3

Ч ерез 3 мес. воз­душно-сухого хранения. . .

_

_

_

26

27

23

31

26

27

22

21

20

4

Через 6 мес. воз­душно-сухого хранения. . .

33

34

33

30

30

27

25

24

22

27

23

25

18

5

Через. 12 мес. воз - душно-сухого хранения. . .

29

29

27

26

30

29

32

20

26

24

19

24

5

6

Через 2 суток пос­ле пропарки. .

14

15

23

19

20

19

18

19

16

16

13

14

12

7

Через 12 мес. пос­ле пропарки воз - душно-сухого хранения. . .

32

28

31

32

41

38

41

43

40

40

38

36

20

8

Через 28 суток водного хране­ния....

29

29

30

14

19

19

25

24

18

26

27

9

Через 7 мес. вод­ного хранения.

_

28

27

24

27

15

18

—-

17

19

21

10

Через 12 мес. вод­ного хранения.

23

24

29

29

18

17

14

14

18

19

24

25

Составы 1:0, т. е. чисто гипсовые образцы воздушно-сухого хранения, еще раз подтвердили, что гипсовые отливки независи­мо от промежуточных условий их твердения в данном случае и прошедшие пропарку, приобретают только одну максималь­ную прочность, равную прочности, полученной ими при высуши­вании до постоянного веса.

Предел прочности на сжатие при испытании их по ТУ 33-44 был получен равным 280 кг/см2; образцы, хранившиеся год в воздушно-сухих условиях, показали R;;K=288 кг/см2, а хранив - шиєся в воздушно-сухих условиях после пропарки через год показали прочность сжатию, равную 276 кг/смг, т. е. совершенно одинаковые прочности.

Практически то же самое наблюдается и при испытании восьмерок на разрыв.

При добавлении к гипсу 75% молотого гранулированного шлака (состав 1 :0,75) получается вяжущее более высокой ак­тивности, чем чистый гипс при тех же условиях твердения, т. е. в воздушно-сухих и после пропарки; но это вяжущее показало значительный рост прочности и при твердении в воде. Увеличе­ние прочности образцов после пропарки на 30%, а при хране­нии в воде более чем в 2 раза по сравнению с образцами из чи­стого гипса, свидетельствует не только о водостойкости этого состава, но и о безусловной гидравличности полученного вя­жущего.

В смеси, где к гипсу добавляется всего только 50% молотого гранулированного шлака, при твердении в воздушно-сухих ус­ловиях никаких преимуществ не наблюдается. Прочность образ­цов из этой смеси почти совпадает с прочностью чисто гипсовых образцов, но преимущества состава 1 = 0,5 начинают сказывать­ся тотчас после пропарки образцов и особенно резко выражают­ся при хранении этих образцов в воде. Образцы, твердевшие в воде год, показали увеличение прочности против чисто гипсовых образцов на 187% (520>288).

При испытании изготовленных из этих смесей восьмерок, твердевших в воде, было обнаружено к году их хранения сни­жение прочности на растяжение на 17%; причем, как это видно из табл. 31, имеет место снижение прочности на растяжение и у составов 1:2; 1 :2,5 и 1 :3. Это обстоятельство должно быть учтено для непропаренных конструкций, работающих в воде на растяжение.

Из рассмотрения результатов табл. 31 видно, что для сме­шанного гидравлического гипса, чтобы не снизить прочности по сравнению е чистым гипсом при твердении в воздушно-сухих условиях, следует рекомендовать состав, где гипса в смеси с молотым шлаком должно быть не более 65—70%.

Анализируя данные в табл. 30 ,и 31, полученные при испы­тании образцов в возрасте 3 часов после изготовления, можно установить со всей очевидностью, что в этот период твердения образцы получают прочность только за счет гидратации и кри­сталлизации полуводного гипса, молотый же шлак является лишь тонкомолотой (пока что инертной) добавкой.

Это явление имеет место для смешанного гидравлического гипса независимо от вида молотого доменного шлака, введенно­го в смесь. Поэтому при расчете прочности бетона и при подбо­ре состава бетонов для возраста от 1 часа до суток следует пользоваться формулами (10), (11) и (12), составленными для обычного гипсобетона. Прием расчета состава для гипсобетонов других возрастов и различных условий твердения описывается ниже.

При использовании прочности вяжущего в раннем возрасте, как видно из табл. 30 и 31, можно рекомендовать составы, где гипса должно быть не менее 25—20% (1:3; 1:4). Только в этом случае может итти речь о ранней распалубке изделий, что весьма важно, если имеет место пропаривание их в камерах.

Сравнивая прочность образцов после пропаривания с проч­ностью образцов, хранившихся 28 суток в воздушно-сухих ус­ловиях, можно отметить, что составы от 1 :0,5 до 1 : 1,75 после пропаривания приобретают 0,5—0,75, а составы от 1 : 2 до 1:5 приобретают 1,08—1,37 двадцативосьмидневной прочности об­разцов, твердевших в воздушно-сухих условиях.

Таким образом, можно предположить, что после пропарива­ния у образцов, содержащих гипса больше 35%, следует ожи­дать прочность не менее 50%; а в составах с содержанием гип­са менее 35% должна быть прочность, равная прочности образ­цов 28-дневного возраста, хранившихся в воздушно-сухих усло­виях.

Необходимо отметить, что лучшие результаты по прочности на растяжение показали образцы, прошедшие пропарку.

Весьма высокая прочность при растяжении была получена в пропаренных образцах состава от 1 : 0,75 до 1:5, причем в со­ставах от 1 : 1,25 по 1:4 включительно прочность при растяже­нии остается почти неизменной—в пределах 40 кг/см2.

При всех условиях твердения лучшие показатели прочности при растяжении показали восьмерки, изготовленные из смеси со­ставов 1:0,75; 1:1 и 1:1,25. При воздушно-сухих условиях твердения без пропаривания лучшие показатели прочности дали составы от 1 : 0,5 до 1 : 1,75 включительно, однако и остальные составы от 1 : 2 до 1 : 5 дали тоже хорошие результаты.

При водных условиях твердения прочность при сжатии у об­разцов всех возрастов оказалась весьма высокой, почти в два раза выше прочности образцов, твердевших в воздушно-сухих условиях.

Проведенный анализ полученных результатов исследования относится к образцам годичного возраста, но и сейчас храня­щиеся в ЦНИПС некоторые образцы в возрасте трех лет, как и рассмотренные ранее, ни в одном случае не обнаружили каких - либо признаков деформации независимо от условий хранения.

Резюмируя все изложенное, можно притти к выводу, что в зависимости от условий твердения лучшие показатели прочности дают следующие составы:

А) при воздушно-сухом твердении от 1 : 0,75 до 1 : 2

Б) при пропаривании от 1 г 1,25 до 1 : 5

В) при водном хранении от 1 : 0,75 до 1 : 1,25

(при работе на растяжение)

И от 1 г 0,75 до 1 : 4 (при работе на сжатие).

Как можно видеть, состав 1 : 1,25 дает хорошие результаты при всех условиях твердения, что подтверждается и производст­венной практикой; поэтому этот состав рекомендуется при всех условиях, если этому не будут препятствовать экономические или какие-либо другие соображения.

Результаты исследований доменного гранулированного шлака № 2 г. Жданова в смешанном гидравлическом гипсе, приготов­ленном на высокопрочном гипсе, представлены в табл. 32.

Приготовление образцов и методы испытаний были точно та­кие же, как и в предыдущем случае.

Таблица 32

Составы по весу (гипс : шлак). Предел прочности

Срок испытаний и условия хранения

При

Сжатии в

Кгі см'

Е С

Образцов

1:0

1:0.5

1:1

1:1,5

1:2

1:3

1:4

1:5

1:7

%

Нормальная густота смеси

0.4С

0,34

0.31

0.31

0.32

0,31

0,30

0.30

0,30

1

Через 3 часа после изготов­

Ления............................................

98

86

77

61

32(41)

24

19

11

4

2

Через 28 суток воздушно-су - хого хранения.........................................

280

224

204

176

72(114)

64

44

36

24

3

Через 3 мес. воздушно-су- хого хранения.........................................

244

200

212

176

111

90

72

67

45

4

Через 6 мес. воздушно-сухо- го хранения.........................................

272

232

228

196

96(152)

110

96

63

82

Ь

Через 2 суток после пропа­ривания' .........................................................

105

109

118

98

92

71

58

52

69

Ь

Через 28 суток после пропа­

Ривания воздушно-сухого хранения......................................................

232

196

188

168

136

128

112

100

96

І

Через 3 мес. после пропари­

8

Вания воздушно-сухого хранения.....................................................

232

224

252

240

228

181

86(146)

111

_

Через 6 мес. после пропари­

Вания воздушно-сухого хра­нения.....................................................

244

244

284

280

244

232

166

162

120

9

Через 28 суток водного хра­нения.

115

120

196

232

144(230)

228

172

204

108

0

Через 3 мес. водного хране­ния......

104

304

420

404

408

416

412

456

464

1

Через 6 Мес. водного хране­ния.....

64

368

428

472

424

416

424

468

520

Срок схватывания в мин.:;

Начало...................

4

15

10

19

14

15

16

16

23

Конец....................

8

21

17

23

26

28

29

26

45

Приведенные в скобках цифры даны в табл. 32 по расчету для образцов воздушно-сухого твердения и по интерполяции для образцов, твердевших в воде.

Анализируя данные, полученные от испытания образцов табл. 32, сразу же можно установить большую разницу в пове­дении шлака № 2 в смешанном гипсе при сравнении со шлаком № 1 того же Ждановского завода. Основным требованиям к гранулированным шлакам, предъявляемым при применении их в качестве компонента бесклинкерного цемента, эти составы от­вечают примерно одинаково. Гидромодуль шлака № 1 равен:

43,06 + 3,03 , 32,01 „ _ v

---------- і—=1,11; индекс активности равен———= о,49. У шлака

32,01 +9,22 ' ^ 9,22

44 25 + 2 41

№ 2 гидромодуль равен —1------------ '—=1,11, индекс активности

^ - * 34,85 + 6,98

Равен3*'^ =4,98. Существенная разница у них имеется только

В содержании закиси марганца. У шлака № 1 МпО содержится 4,32%, а у шлака № 2—7,15%. Как видно, и в первом случае закиси марганца больше установленных 3%; но очевидно это> еще не предел влияния МпО на качество смешанного гипса. Содержание же 7,15% МпО уже оказывает весьма серьезное - влияние, сковывая активность шлака и. переводя его в разряд шлаков малой активности.

Табл. 32 наглядно иллюстрирует высказанную ранее гипо­тезу о том, что при твердении в воздушно-сухих условиях к 28' суткам основным источником прочности образцов является только гипс. Это легко проверить, проделав расчет прочности

Образцов по формуле Rg=KA(^ —'їй приняв для расчета

I/ 'В —0,5/

Активность смеси А = 204 кг/см2 состава 1:1, у которого В/В =0,31; откуда В/Г = 0,62.

В качестве исходных данных для расчета принимается смесь 1:1; но можно взять и состав 1 : 1,5, потому что при этих сме­сях, как правило, нормальная густота смешанного гипса при минеральных добавках всегда стабилизируется. Полученные расчетные и экспериментальные данные сведены в табл 33.

Таблица 33-

Составы по весу гипс : шлак

Пределы прочности при сжатии в кг ісм2

Отношение в % расчетное

Расчетные

Экспериментальные

Экспериментальное

1S 0,5

268

224

120

1 : 1

204

204

100

1:1.5

151

176

86

1 :2

99

72(114)

137(87)

1:3

57

64

89

1:4

31

44

71

Из табл. 33 можно видеть, что влияние шлака как активной добавки весьма мало. Это влияние тем меньше, чем больше гипса в смеси, и тем больше, чем больше шлака в смеси. Но в целом при всех составах смеси оно настолько мало, что прак­тического значения не имеет. При дальнейшем твердении образ­
цов в воздушно-сухих условиях до 6 мес. отмечается та же са­мая закономерность; и только в составах, где гипса менее 40%, становится заметным влияние шлака на повышение прочности смеси, но опять же не такое большое, как это наблюдается при исследовании шлака № 1. Условия для второго положения вы­сказанной гипотезы (сульфатного возбуждения) в данном слу­чае оказываются неблагоприятными. Нет надлежащих условий для взаимодействия растворенного гипса и алюмината кальция шлака, что сопровождается образованием сульфоалюмината кальция. Совсем иное наблюдается при твердении в водной среде; в этом случае процесс протекает значительно быстрее, и прочность составов от 1 : 1 до 1 :5 включительно выравнивает­ся. К шести же месяцам пребывания в воде не только вырав­нивается прочность всех 'составов смешанного гипса, но и увели­чивается более чем в 2 раза, достигая значительной цифры — 400—500 кг/см*.

Значительный интерес представляет ускоренное твердение образцов смешанного гипса при пропаривании, с участием шла­ка № 2 из г. Жданова, что требует более детального рассмот­рения полученных результатов исследования. Для этого необ­ходимо выяснить динамику прочности пропаренных образцов, твердевших далее в воздушносухих условиях, посредством сравнения аналогичных образцов, твердевших только в воздуш - но-сухих условиях.

7*

99

Все необходимые экспериментальные данные приведены в табл. 34.

Таблица 34

Составы по весу

Предел прочно­сти при сжатии в кгісм2

СЗ С О О.

А

S

К

Предел прочно­сти при сжатии в кг/см2

Отношение в % пропаренных

Е К

Предел прочно­сти при сжатии в кгісм2

S

К

С

СГ

S

О

С

£

Вй ев Ч

3

Sl

О

СО х

Г <u к

О с; К О. ОИ ООО) 3* С

Їй. м

<N С g сток 0) ч Я 0.0 £0 DOS

XT с о.

К 0) к

К §=

Е и К ^ О о.

>. и О

К

Э >. и

Т о т

К

Ё, g

І? V 5 о к

Ю к я « >»

£ < ° Сия и. о) о о 2" га х

Jrf

О.

" с « О ОО О.— К С | « fiJ Ж aj ч « О. о а CJ О X

»со

>. и О Я

3 •з

Я О а

X

О

О х

О

G У S

3

Л >, О. Ї чх О<с0 <У О о 3" еэ ь.

• rt и с

To с g СЭ CJ X aj

0.0 и 0J о = уса

КЗ и 0) 2 s к JC к

0 CJ

I*

1

О

О

К

В

РЇ СО О в

І

2

3

4

5

6

7

8 9

1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0,5 1

1,5

2

3

4

5 7

98 86 77 61 32(41) 24 19 11 4

І..... 106 109 118 98 92 71 58 52 69

108 127 153 160 287(224) 296 305 472 1725

280 224 204 176 72(114) 64 44 36 24

232 196 188 168 136 128 112 100 96

83 88 92 96 189(119) 200 254 278 400

272 232

228 196 96(152)

НО 96 63 82

244 244 284 280 244 232 166 162 120

90 105 125 143 254(160) 211 173 257 146

Анализ данных, приведенных в табл. 34, показывает, что процесс пропаривания ускоряет твердение образцов всех соста­вов в раннем возрасте, причем с увеличением количества шлака

В смеси эффект от пропаривания возрастает. В возрасте 28 су­ток пропаренные образцы составов от 1 : 0,5 до 1:1,5 включи­тельно не имеют преимуществ по сравнению с непропаренными и даже несколько отстают в прочности; но, начиная с состава 1 :2 и далее, где количество шлака все возрастает, пропарен­ные образцы имеют значительно большую прочность.

К шести месяцам воздушно-сухого хранения прочность про­паренных образцов у всех составов выше прочности непропа - ренных образцов. Из анализа следует, что пропаривать сме­шанный гипс и в этом случае следует рекомендовать, так как не только в раннем возрасте, но и в отдаленном имеются нали­цо явные преимущества от пропарки. Незначительное отстава­ние в 28-суточном возрасте у образцов составов 1:0,5 ДО' 1:1,5 не может служить основанием исключать их из общего прави­ла; .но если практически окажется затруднительно осущест­влять процесс пропарки, то в таком случае следует рекомендо­вать для изделий, твердеющих в воздушно-сухих условиях, как и для шлака № 1 Ждановского завода, составы от 1 :0,5 до I г 1,5 включительно.

Интересно отметить, что и у смешанного гидравлического гипса со шлаком № 2, как и со шлаком № 1, состав смеси 1 : 1,5 является каким-то выпадающим из общего правила; оче­видно, можно предположить, что состав с 40% гипса является границей перехода, где условия твердения при пропаривании или водные имеют преимущество перед воздушно-сухими в раннем возрасте и даже в возрасте первых. месяцев твердения смесей с преобладанием в них шлаков.

Образцы, твердевшие после пропаривания в воздушно-сухих условиях, как чисто гипсовые, так и из смешанного гипса со­ставов 1 :0,5 до 1:3 включительно, приобрели прочность к 6 месяцам, примерно равную активности гипса; у остальных со­ставов с содержанием гипса менее 25% или при расходе гипса меньше 350—380 кг в 1 ж3 отливки прочность образцов соста­вила всего лишь 60%.

Анализируя данные, полученные от испытания образцов, твердевших в воде, можно установить, что составы от 1:1 до 1 : 5 включитлеьно уже в возрасте 28 суток приобрели прибли­зительно одинаковую прочность. В возрасте 3 и 6 мес. величина приобретенной прочности примерно выравнилась уже у всех составов, начиная от 1 :0,5 до 1 :7 включительно.

Следует отметить исключительно большой прирост прочно­сти (~в 2 раза) за период возраста от 28 до 90 суток. Отме­чается и дальнейший рост прочности у всех составов смешан­ного гипса к 6 мес.; но здесь наблюдается более замедленный прирост прочности, выразившийся всего лишь в нескольких про­центах.

Итак, сравнивая все три условия твердения образцов, мож­но прийти к заключению, что самыми благоприятными условия­ми твердения являются водные. К 3 и 6 мес. твердения проч­ность образцов водного хранения превышает прочность образ­цов, твердевших в воздушнО-сухих условиях (пропаренных и непропаренных) не менее чем в 1,5 раза. Это свидетельствует о безусловной гидравличности смешанного гипса, полученного из гипса высокопрочного и доменного гранулированного шлака № 2 Ждановского завода. Однако при сравнении результатов исследования образцов из табл. 30 с данными табл. 32 можно отметить, что шлаки № 1 более активны; смешанный гипс с их участием дает прочность образцов повышенную примерно в 1,5 раза при сравнении с образцами, где участвует шлак № 2. Кроме того, и динамика роста прочности различна; шлаки № 2 отличаются вялостью, что особенно сильно сказывается на эффекте, получаемом при пропаривании. Шлаку № 2, как бу­дет показано позднее, необходим возбудитель активности; та­ким возбудителем является известь в количестве 2—5% от веса шлака.

Введением свободной извести создаются благоприятные ус­ловия для щелочного возбуждения, что, повидимому, затрудне­но в шлаках с большим содержанием закиси марганца. Таким образом подтверждается необходимость третьего положения, высказанного в предложенной гипотезе о взаимодействии си­ликатов и алюминатов кальция с окисью кальция и водой; только в этом случае, т. е. при наличии всех трех положений гипотезы имеются условия, при которых происходит быстрое, непрерывное, независимое от условий твердения нарастание прочности у образцов (или изделий) из смешанного гидравли­ческого гипса.

Молотый гранулированный шлак Магнитогорского завода

Представляет собой разновидность кислого доменного шлака (СаО = 39,2%) с большим содержанием закиси марганца (МпО = 6,05%).

Гидромодуль шлака равен 0,93, а индекс активности—3,44. Этот вид шлака представляет большой интерес, так как на пер­вый взгляд химический состав его не допускает возможности получать смешанный гидравлический гипс хорошего качества. Единственным его достоинством является несколько повышен­ное содержание в нем глинозема (А1203). Исследование приме­нимости магнитогорского доменного шлака для изготовления из него гидравлического смешанного гипса велось по методике, описанной при рассмотрении предыдущих шлаков.

Магнитогорский гранулированный доменный шлак изучался как добавка в двухкомпонентное вяжущее (гипс.: шлак), а так­же и при добавлении к смесям 5% извести в целях создания благоприятных условий для реализации третьего положения предложенной рабочей гипотезы о щелочном возбуждении.

Полученные экспериментальные данные представлены в табл. 35.

Таблица 35

П/п

Срок испытаний и условия хранения

Составы по весу(гипс; шлак). Предел прочности при сжатии в кг/см2

Образцов

1Ю.5

1:0,75

1:1

1:1,5

1:2

1:3

1:4

Нормальная густота смеси

0,37

0,33

0,32

0,30

0,30

0.29

0,29

1

Через 3 часа после изготов-

46

43

47

37

28

13

11

2

Через 28 суток воздушно - сухого хранения............................................

67

115

99

101

69

46

32

3

Через 6 мес. воздушно-сухого хранения............................................

128

116

112

92

68

48

36

4

Через 12 мес. воздушно-сухого хранения............................................

136

156

112

144

80

60

36

5

Через 1 сутки после пропа­ривания...

115

105

87

75

87

90

72

6

То же, но с добавлением 5% извести к смеси..................................................

193

__ __

232

__

240

224

----

7

Через 28 суток после пропари­вания при воздушно-сухом хранении.........

169

159

156

139

136

176

148

8

То же, но с добавлением к сме­си 5°/0 извести................................................

312

__ __

316

__

316

268

9

Через 28 суток после пропари­вания при хранении в воде

150

145

130

115

127

172

148

10

То же, но с добавлением к смеси 5% извести....

280

----

304

.__

312

292

__

11

Через 6 мес. после пропари­вания при воздушно-сухом хранении................

220

232

160

152

208

216

160

12

Через 6 мес. после пропари­вания при хранении в воде

268

284

268

252

228

220

216

13

То же, ио с добавлением к сме­си 5°/0 извести................................................

246

__

304

__

276

252

14

Через 12 мес. после пропари­вания при воздушно-сухом хранении................

236

224

182

100

180

200

148

15

Через 12 мес. после пропари­вания при хранении в воде.

389

427

390

390

330

369

351

16

Через 28 суток при хранении в воде.

40

55

42

31

24

15

12

17

Через 6 мес. при хранении в воде.....

284

380

424

500

456

516

356

18

Через 12 мес. при хранении в воде...

556

624

712

647

618

669

Сроки схватыва - начало ния в мин.: конец

6 9

6 9

6 11

8 13

10

15

11 18

10 17

Анализируя данные, .приведенные в табл. 35, нетрудно усмот­реть, что в пределах расчетных сроков, т. е. через 28 суток воздушно-сухого и водного хранения эффекта гидравличности от введения молотого гранулированного магнитогорского шлака не получилось, так как шлак оказался инертной добавкой.

Новообразования в твердеющих составах возникали лишь при пропаривании; через сутки после пропаривания образцы показали прочность, равную примерно прочности образцов, твер­девших 28 суток в воздушно-сухих условиях, причем в тех слу­чаях, где шлака в составе было более 60%, эффект от пропари­вания оказался выше. Так как на этом основании можно было думать, что гидролиз соединений кристаллической части шлака протекает медленно и щелочного возбудителя недостаточно, то в составы была введена известь, немедленно - давшая положи­тельный эффект. Составы с добавкой извести уже через сутки после пропаривания показали прочность выше на 65—275% по сравнению с прочностью образцов одноименных составов, но без извести и гораздо выше прочности образцов, хранившихся в воздушно-сухих условиях 12 мес. и не имевших благоприят­ных условий ни для сульфатного, ни для щелочного возбужде­ния. Необходимо отметить, кроме того, что вызванное к немед­ленному действию щелочное возбуждение (при введении воз­будителя извести) в пропаренных образцах продолжало активно действовать в первые 28 суток. В дальнейшем же к 6 мес. при­роста прочности не обнаруживается несмотря на благоприятные условия хранения, например, в воде; следовательно, можно предположить, что все ресурсы щелочного возбудителя к этому времени были исчерпаны.

При пропаривании образцов двухкомпонентной смеси (без извести) несомненно были вызваны к действию как щелочное так и сульфатное возбуждение. Выше было отмечено-, что ще­лочное возбуждение, т. е. образование гидросиликатов и двух - кальциевого алюмината протекает довольно быстро и примерно к месячному возрасту в основном заканчивается. Но сульфатное возбуждение, вызывающее образование сульфоалюмината каль­ция, продолжает оказывать влияние на прочность образцов и далее, поэтому пропаренные образцы, хранившиеся в воде 12 месяцев, показали прочность выше на 30—50% по сравне­нию их с шестимесячными образцами с добавкой извести.

Правильность высказанных положений находит подтвержде­ние в поведении двух компонентных образцов, твердевших в Еоде в продолжение 6 мес. и показавших прочность, значитель­но превосходящую прочность пропаренных образцов с известью в возрасте 6 мес. Отмечается также значительный рост прочно­сти образцов, твердевших 12 мес. в воде. За полгода образцы дали прирост прочности на 20—45%, что можно объяснить только за счет взаимодействия гипса и алюмината кальция из шлака, переходящих в раствор.

В целях уточнения размеров добавок извести в гипсошлако - вые смеси для получения максимального эффекта щелочного возбуждения был испытан ряд составов с различными количе­ствами пушонки. Оказалось, что добавление извести от 7 до 16% от веса шлака производит примерно одинаковый эффект щелочного возбуждения. На этом основании было установлено, что извести в гипсошлаковые смеси не следует вводить в коли­чествах больше 5%. При добавке 3—5% извести от веса шлака получаются результаты вполне удовлетворительные.

Молотый гранулированный шлак металлургического завода г. Сталине представляет собой шлак, содержащий большое ко­личество окиси кальция (СаО), равного' 52,15%, и почти допу­стимое количество закиси марганца (МпО), равного 3,82%, но глинозема в нем всего лишь 6,87%, как и у шлака № 2 Жданов - ского завода. Исследование настоящего шлака представляет инте­рес с точки зрения влияния СаО на прочность смешанного гипса.

Методика исследования и изготовление гидравлического сме­шанного гипса были те же, что и для шлаков, рассмотренных ранее.

Таблица 36

Составы по весу (гипс: шлак). Предел прочности при сжатии

Сроки испытания и условия хранения образцов

№ п|п

1:1

1:3

В кгісм2

1:0.5

0,36

0.35

0,33 0,32

Нормальная густота смеси

Через 3 часа «осле изготовления.... Через 28 суток воздушно-сухого хранения Через 6 мес. воздушно-сухого хранения. Через 12 мес. воздушно-сухого хранения. Через 1 сутки после пропаривания. . . То же, с добавлением 3° 0 извести.... Через 28 суток после пропаривания возду

Шно-сухого хранения...................................

То же, с добавлением 3°,'0 извести. . . Через 28 суток после пропаривания при

Хранении в воде........................................

То же, но с добавлением 30,'о извести. Через 6 мес. после пропаривания при воз

Душно-сухом хранении.............................

Через 6 мёс. после пропаривания при хра

Нении в воде.............................................

Через 12 мес. после пропаривания при воз

Душно-сухом хранении.............................

Через 12 мес. после пропаривания при хра

Нении в воде...............................................

Через 28 суток хранения в воде. . .

Через 6 мес. хранения в воде........................

76 268 340 276 116 154

135 224

146 208

284

192

240

204 240 296 300

61

278 304 296 134 168

184

208

128 216

252

208

244

216 260 320 272

42

244 224 236 114 146

136 204

140 181

228

196

240

204 284

360 376

20 208 192 180 116 142

J 44

196

136 192

220

204

19'/

196 308 372

320

10 11

12

13

14

15

16

17

Через 12 мес. хранения в воде....

8 12

12 19

18

24

Начало конец

Сроки схватывания в мин.:

Полученные экспериментальные данные представлены в табл. 36.

При поосмотре приведенных в табл. 36 данных прежде все­го. необходимо отметить, что несмотря на большое содержание СаО при гидромодуле, равного 1,32, и немного завышенном ин­дексе активности, равном 4,95, ожидаемых очень высоких проч - ностей у испытанных составов не получается; во всяком случае образцы со шлаком № 1 Ждановского завода (табл. 30) показали прочность выше, чем образцы со шлаком завода г. Сталино.

При сравнении этих составов с составами на кислых магни­тогорских шлаках (табл. 35) также можно установить, что за исключением образцов, хранившихся в воздушно-сухих усло­виях, все остальные образцы показали прочность выше прочно­сти образцов со шлаком завода в г. Сталино. Добавление 3% извести к смеси при пропаривании образцов принесло не­сомненную пользу: прочность образцов резко возросла, но при сравнении с образцами, твердевшими как в воздушно-сухих ус­ловиях, так и в воде, все же их прочность оказалась ниже на 15—35%. В данном случае совершенно четко еще раз подтвер­дилось влияние окиси кальция на прочность образцов смешан­ного гидравлического гипса.

Как и в предыдущем случае, можно утверждать, что ще­лочное возбуждение протекает быстро, и эффект его заканчи­вается в основном в течение месячного возраста. Поэтому образцы, твердевшие в воздушно-сухих условиях и в воде, после месячного хранения дали незначительный прирост к 6 мес. и никакого прироста к 12 мес. Заторможение роста прочности после 28 суток объясняется малым содержанием глинозема в шлаке, что подтверждается также данными табл. 30, где в шлаке № 1 Ждановского завода содержание закиси марганца почти такое же, как и у шлака завода в г. Сталино (4,32 н 3,82%), а глинозема больше (9,22>6,87%). И несмотря на значительно меньшее содержание СаО (43,06<52,15) тем не­менее наблюдается не только более высокая прочность у образ­цов одноименного состава, но и значительный рост прочности, особенно при хранении в воде, где условия для сульфатного возбуждения более благоприятны.

Молотый гранулированный шлак Днепропетровского метал­лургического завода был также подробно исследован в целях возможности использования его для производства смешанного гидравлического гипса.

В «Бюллетене строительной техники» № 23 за 1949 г. опуб­ликовано сообщение проф. А. В. Волженского следующего со­держания: «Не все доменные гранулированные шлаки дают удовлетворительные результаты в качестве добавки к гипсу; в частности, образцы из смешанного гипса на шлаках из Днепро­петровска после хранения в течение 6 месяцев потрескались».

Это наблюдение проф. А. В. Волженского было также проверено в ЦНИПС с целью уточнения правильности высказанного обоб­щения. Для исследования были использованы гранулированные доменные шлаки Днепропетровского завода, по возможности приближающиеся по химическому составу к шлакам, исследо­ванным проф. Волженским.

Химические составы шлаков приведены в табл. 37.

Таблица 37

С

С «

Наименование шлаков

% влаги

С с с

С*

О 55

Со

О

<м <

СО

О

CU

(U

И*

СаО

MgO

М

О

СЛ

OuW

Сумма

1

Шлак иссле­

Дован проф.

Волженским

4,83

35,60

6,36

1,69

45,58

0,97

4,49

2

Шлак иссле­

Дован канд.

Техн. наук

Булычевым

В'ЦНИПС.

1,52

1,86

35,32

7,44

0,40

46,60

4,10

5,21

2,31

103,24

Как видно из табл. 37, шлаки, использованные авторам, по •содержанию главнейших составных частей очень близко подхо­дят к шлакам, исследованным А. В. Волженским.

Днепропетровский шлак, как и другие шлаки, описанные ра­нее, испытывались с высокопрочным гипсом, полученным с за­вода Азовстальстроя.

Методика исследования оставалась также без изменения. Полученные экспериментальные данные приведены в табл. 38.

Из рассмотрения результатов экспериментальных исследова­ний, приведенных в табл. 38, вытекает, что образцы не только не имели никаких трещин в возрасте 6 мес., но и прочность их продолжает расти в следующие 6 мес., так как, кроме двух случаев, все составы при всех условиях твердения обнаружили рост прочности.

Рост прочности у пропаренных образцов, как и в предыду­щих случаях, несколько замедлен; поэтому в целях форсиро­вания роста прочности полезно было бы и в этом случае ввести 3% извести в качестве возбудителя активности. Тогда можно было бы ожидать и у пропаренных образцов прочность, эквива­лентную прочности образцов, твердевших в воздушно-сухих и водных условиях.

ЇЗдесь, как и в предыдущем случае, на прочности смешан­ного гидравлического гипса отразилось малое количество А1203 в шлаке; следовательно, при выборе шлаков для производства смешанного гидравлического гипса, по возможности, надо вы­бирать тот шлак, у которого больше глинозема даже и в том случае, если этот шлак будет иметь пониженное содержание СаО.

Таблица 38

Составы по весу(гнпс: шлак).

Сроки испытания и условия

Предел прочности при сжатии

В кг

'см-

С

Хранения образцов

С

1:0,5

1:1

1:2

1:3

Нормальная густота смеси

0,35

0,32

0,31

0,30

1

Через 3 часа после изготовления.............................

81

58

29

20

2

Через 28 суток воздушно-сухого хранения. .

232

248

240

304

3

Через 3 месяца воздушно-сухого хранения. .

344

272

244

288

4

Через 6 мес. воздушно-сухого хранения. . .

288

296

276

216

5

Через 12 мес. воздушно-сухого хранения. .

396

360

264

208

А

Через 1 сутки после пропаривания • ... .

103

128

147

153

/

Через 28 суток после пропаривания при воз­

Душно-сухом хранении....................................

141

175

176

196

«

То же, но при хранении в воде.................................

130

143

168

188

9

Через б мес. после пропаривания при воз­

Душно-сухом хранении.....................................

224

248

232

244

10

То же, но при хранении в воде..................................

200

236

232

272

Через 28 суток хранения в воде................................

212

212

216

246

12

Через 3 мес. хранения в воде.....................................

292

302

336

392

13

Через 6 мес. хранения в воде.....................................

300

324

404

310

14

Через 12 мес. хранения в воде...................................

300

396

424

444

Сроки схватывания начало. . .

7

7

9

8

В мин.: конец. . .

10

9

13

15

СМЕШАННЫЕ ГИПСЫ

НОМЕНКЛАТУРА ИЗДЕЛИЙ И ИХ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

С появлением высокопрочного гипса и смешанных гипсов номенклатура и область применения гипсобетонных изделий значительно расширились; поэтому эти изделия в значительной мере могут заменить кирпич, цемент и дерево. Номенклатура гипсобетонных изделий …

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ

Внедрение смешанного гидравлического гипса в производст­во строительных изделий было начато в 1949 г. в г. Жданове. Главный инженер треста Азовстальстрой М. П. Демаков и директор завода гипса и гипсовых строительных …

ТОНКОМОЛОТЫЕ ДОБАВКИ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ПРОЧНОСТЬ ТИГРОВЫХ отливок

Добавление тонкомолотых минеральных веществ к гипсу при затворении его с водой (а также в гипсовых бетонах и. растворах) вызывает: 1) изменение' активности вяжущего с получением так на­зываемого смешанного гипса; 2) …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.