Шлаковые цементы

Возможность применения доменных гранулированных шлаков для получения нового типа гидралических вяжущих – шлаковых цементов относится к периоду 1885 – 1890 гг. Этот же период богат и ценными исследованиями в области процессов гидратации и коррозии цементов, проблемы которых решались еще со времен древнего Рима [Журавлев В. Ф. Химия вяжущих веществ. – Л- д, Москва : Государственное научно-техническое издательство химической литерары. new balance gris 1951]. Доменные гранулированные шлаки обладают высокой способностью к твердению, которая связана с особым состоянием шлака. Только в том случае, если шлак переведен в аморфное, стекловидное состояние и при обязательном присутствии извести, гипса, веществ, которые отщепляют известковый гидрат (порт-ландский цемент), и некоторых других материалов, шлак приобретает способность энергично затвердевать. sweaters fleeces sweatshirts Следовательно, при твердении шлака имеет место переход скрытогидравлических свойств шлака в активногидравлическую форму. Этот переход, часто и весьма удачно называемый пробуждением шлака, совершается под влиянием некоторых химических соединений. По вопросу о химизме процессов, протекающих при твердении шлаков, нет общепризнанной и научно доказанной точки зрения. Более ранние объяснения сводились к тому, что под влиянием водной щелочной среды происходит коллоидация на поверхности: стекловидных зерен шлака, которые являются неустойчивыми, вследствие резкого охлаждения при грануляции. При разрушении поверхности зерен выделяется гель кремнезема, вступающего частично в реакцию с известью. Кроме того, гель кремнезема цементирует зерна шлака в прочное монолитное тело. Таким образом, доменным гранулированным шлакам приписывалась роль пуццоланической (гидравлической) добавки. Позднейшие исследования показали, однако, что известь является только лишь возбудителем, катализатором реакции; добавленная к шлакам она почти полностью выделяется после схватывания. Кроме того, эта гипотеза о пуццоланической природе доменных шлаков не может объяснить весьма сильную активацию шлаков сульфатами. Другие же исследователи объясняют процесс твердения доменных шлаков образованием гидратированных силикатов и алюминатов; этот процесс протекает медленно, но приводит к значительной прочности при действии возбудителей, — последние действуют, главным образом, на алюминаты шлака. Сульфатное возбуждение приводит к образованию гидросульфоалюминатов кальция, а щелочное возбуждение — к образованию высокоосновных гидроалюминатов кальция. Тем не менее, вопрос о существе процесса твердения доменного шлака остается до настоящего времени открытым и требует дальнейшего исследования. Мы имеем все основания отнести этот тип химических реакций твердения к особому типу, отличному от всех типов реакций, которые были нами рассмотрены. Можно предполагать, что преобладающее значение для этого типа твердения имеют физико-химические явления разрушения стеклообразного вещества доменного гранулированного шлака. При разрушении стеклообразного вещества доменного шлака происходит накопление продуктов реакции, пока еще неизвестного состава, кристаллизация которых приводит к твердению шлаковых цементов. Все изложенное дает нам основание считать пятым типом химических и физико-химических процессов твердения вяжущих веществ реакции, приводящие к разрушению неустойчивых стекловидных веществ и медленной кристаллизации продуктов этой реакции, пока еще неизвестного состава. По этому типу происходит твердение следующих вяжущих веществ, имеющих применение в строительстве: известково-шла-кового цемента, гипсо-шлакового цемента, других шлаковых цементов с различными возбудителями. Рис. 2017 asics 64. Тройная иаграмма СаО— Аl2О3—SiO2. /—кислые доменные шлаки; // — основные доменные шлаки; ///—портландский цемент; IV—глиноземистый цемент. В главе II (стр. 30 и ел.) уже было отмечено, что стеклообразное вещество доменного гранулированного шлака под влиянием некоторых возбудителей, главным образом щелочей, окислов щелочноземельных металлов и некоторых сульфатов, в присутствии воды подвергается гидратации и обнаруживают вяжущие свойства. Интенсивность проявления вяжущих свойств зависит от химического состава доменных шлаков, грануляции, наличия примесей, природы возбудителя и ряда других причин. Сущность процесса возбуждения доменных гранулированных шлаков, несмотря на большое количество исследований в этом направлении, до настоящего времени полностью еще не установлена и химические процессы, протекающие при твердении шлаковых цементов, выяснены недостаточно. Тем не менее, накопленные данные позволили широко использовать доменные шлаки для производства различных шлаковых вяжущих веществ, преимущественно шлако-портланд-цемента, производство которого в СССР достигало миллионов тонн. Изучая различные составы доменных шлаков, можно установить, что все они занимают относительно небольшую область в тройной диаграмме СаО—Аl2Оз—SiO2. Как это видно из рис. 64, различают основные и кислые доменные шлаки. Продолжительное время считали, главным образом на основании результатов немецких исследователей, что кислые шлаки мало пригодны для производства шлаковых вяжущих веществ, однако, работами советских исследователей — В. А. nike air max 1 pas cher Кинда, М. С. Куроцапова [75], А. Я. nike air max 2012 Старицина [76], П. П. Будникова [77] — было доказано, что кислые доменные шлаки, получаемые, преимущественно, в районах восточной металлургической базы СССР, обладают хорошими гидравлическими вяжущими свойствами. Высушенные шлаки размалывали в лабораторной металлической шаровой мельнице до полного прохождения порошка через сито № 90 (4900 ота/ом2). Обычные (кальциевые) доменные шлаки, тонкоизмолотые и затворенные водой, как тавестно, не проявляют заметных вяжущих свойств, как известно, не проявляют вяжущих свойств, поэтому, прежде всего, возникает вопрос — обладают ли и другие шлаки такой же особенностью или, в зависимости от химического состава, некоторые шлаки способны схватываться и твердеть без возбудителей? Для решения этого вопроса были изготовлены образцы из теста (шлак и вода), которые через различные сроки твердения были испытаны на механическую прочность (см. табл. 69). Таблица 69 Механическая прочность шлаков МеО — А12О3 — SiO2 Без введения возбудителей; хранение: водное

Состав вяжущего Количество воды°/л Предел прочности при сжатии теста (1:0), кг\см%
3 месяца 6 месяцев 9 сяцев 1 1
Шлак кальциевый стронциевый » бариевый » магниевый » кадмиевый г . . . • . • 25,0 25,0 20,0 22,5 25,0 0 0 157,157,5 35,20 0 0 ‘ 0 7,5 277,5 333,7 36,2 112,5 0 | 0

1 Образцы кадмиевого шлака хранились во влажном пространстве, так как в воде они разрушались. Как видно из данных табл. 69, кальциевый шлак без введения возбудителей даже при очень длительном хранении образцов в воде вяжущих свойств не проявляет. Образцы из стронциевого шлака внешне кажутся затвердевшими, при испытании же их после 3- и 6-месячного хранения в воде, механической прочности не обнаруживают и лишь при 9-месячном твердении образцы начинают приобретать механическую прочность. Совершенно другая картина наблюдается у бариевого и магниевого шлаков. Образцы из бариевого шлака с первых дней хранения в воде оказываются прочными, причем механическая прочность с увеличением срока твердения возрастает и к 9 месяцам достигает 333,7 кг/см2. У магниевого шлака, хотя и наблюдается непрерывное нарастание механической прочности, но интенсивность твердения значительно слабее, чем у бариевого шлака. Образцы же кадмиевого шлака без введения возбудителей вообще не твердеют и даже разрушаются в воде. Следовательно, в отличие от кальциевого шлака, стронциевый, |бариевый и магниевый шлаки: 1) проявляют вяжущие свойства даже без воздействия на них возбудителей; 2} кальциевый шлак вяжу щих свойств не проявляет; по добно ему, не проявляет вя- Время, мес. жущих свойств и кадмиевый шлак. Рис. 65. Результаты механических Весьма важно установить испытаний вяжущих веществ ти- влияние (в химическом отно- пa шлакоцемента (возбудитель — шении) возбудителей, которые портландский цемент) применяются для промышленных шлаков. Наиболее известным и получившим широкое промышленное парименение возбудителем является портландский цемент, который нами и был использован в первую очередь. Далее исследовалось влияние соответствующих сернокислых солей (для кальциевого шлака — сернокислый кальций, для стронциевого—сернокислый стронций и т. д.). Исследовалось также влияние соответствующих гидроокисей на процесс пробуждения и влияние на этот процесс хлористых солей. Изучение процесса пробуждения показало, что наиболее сильное возбуждающее действие оказывает портлакдекий цемент. parajumpers jacket outlet Для сравнения были изготовлены образцы из инертного наполнителя с портландским цементом. Результаты механических испытаний вяжущих веществ типа шлако-портланд-цемента приведены в табл. 70. На основании данных табл. 70 и графика на рис. 65 можно считать установленным, что

  1. вяжущие свойства проявляются у стеклообразных веществ типа МеО—А12О3—SiO2 ( т. е. типа доменного шлака);
  2. в гомологическом ряду Са, Sr, Ва (вторая группа периодической системы Менделеева) — механическая прочность шлаков МеО—А12О3—SiO2 возрастает от Са через Sr к Ва;
  3. в гомологическом ряду Mg, Zn, Cd второй группы периодической системы Менделеева механическая прочность шлаков уменьшается от Mg к Cd;
  4. у шлаков гомологического ряда Са, Sr, Ва наблюдается непрерывное возрастание механической прочности;

    5) механическая прочность смесей шлака с портландским цементом (290—740 кг/см2 при сжатии после 9 месяцев твердения) значительно выше механической прочности смеси песка с портланд-цементом (247 кг/см2 при сжатии). Принимая механическую прочность смеси песка с портланд-цементом за единицу, для кальциевого шлака имеет место увеличение механической прочности в 2 раза, для стронциевого шлака—в 2,4, для бариевого шлака—в 3, для магниевого—в 1,4 и для кадмиевого— в 1,2 раза. Таким образом установлено, что вяжущими свойствами обладает группа шлаков, находящихся в стеклообразном состоянии, и что в этой группе кальциевый шлак занимает далеко не первое место. Кроме того, по аналогии с получением известково-шлакового цемента, были произведены попытки получения вяжущих веществ состава шлак + соответствующая гидроокись. Поскольку возбудитель — гидроокись кальция — сам по себе обладает вяжущими свойствами, для сравнения, так же как и в предыдущем случае, были изготовлены образцы из возбудителя с инертным наполнителем — песком (см. табл. 71). Результаты механических испытаний вяжущих веществ типа известково-шлакового цемента представлены в табл. 71. Сопоставление данных табл. 70 и 71 показывает, что гидроокись кальция активно возбуждает кальциевый шлак; гидроокиси же стронция и бария возбуждают соответствующие шлаки в значительно меньшей степени, а иногда при их введении не достигается даже первоначальная механическая прочность. При дальнейшем изучении вяжущих свойств шлаков были получены вяжущие вещества типа гипсо-шлакового цемента. При этом в шлаки вводили соответствующие сульфаты и смеси сульфатов с небольшим количеством портланд-цементного клинкера, Данные о влиянии возбудителей сульфатного типа приведены в табл. 72 и 73 и позволяют установить, что под воздействием сульфатов стронция, бария, магния, соответствующие шлаки хотя и проявляют вяжущие свойства, но весьма слабо; механическая же прочность этих шлаков, по сравнению с данными табл. 69, не повышается. Есть основания предполагать [791, что при воздействии нея торых хлористых солей на стеклообразные вещества типа домее-#мг шлжов возможно образование комплексных соединена:-. подобных тем, какие образуются при воздействии сульфатов на шлаки. Исходя из этих соображений, необходимо было изучение влияния хлористых солей на механическую прочность стеклообразных веществ типа МеО—А12О3—SiO2. Исследование производилось как при введении чистых соответствующих хлористых солей, так и при совместном действии небольших количеств порт-ланд-цементного клинкера и хлористых солей. new balance 2017 При испытании образцов оказалось, что хлористые соли активнее возбуждают шлаки, чем сульфаты (ср. табл. 74, 75 с предыдущими). Таблица 74 Механическая прочность шлаков МеО — А12О3 — ,SiO2 Возбудитель: MeCl2; хранение: водное Предел прочности при сжатии, кг/см2 Раствор 1:3Тесто1:0Состав вяжущегоК-во в1 г5г3-ш оееоS го-асГО юс;3 о иС даСО-.92,5% кальциевого шлака+ 7,5% СаС12110 0028,000о92,5% стронциевого шлака + 7,5% SrCl2117,515,037,528,060,075,08292,5% бариевого шлака+ 7,5% ВаС121137,560,075,018,5240,0375,0375■92,5% магниевого шлака + 7,5% MgClj115,245,052,518,597,597,513592,5% кадмиевого шлака + 7,5% CdCl21100019,2000Рассмотрение результатов испытаний, приведенных в табл. 74-и 75, показывает, что хлористые соли являются возбудителями твердения стеклообразных веществ различного химического со-чггава, причем наиболее интенсивное твердение наблюдается у кальциевого шлака, который после 9-месячного твердения показывает предел прочности при сжатии почти равный 500 кг/см2. Менее интенсивно возбуждает твердение бариевого шлака хлористый барий. Сопоставляя данные табл. 69 и 75, можно заметить, что механическая прочность бариевого шлака значтельно меньше, чем механическая прочность этого же шлака с возбудителем хлористым барием. ….(с.147 …) Наличие этих линий на данной рентгенограмме свидетельствует об образовании новой кристаллический фазы в кадмиевом шлаке, возбуждённом сооттётствующёй гидроокисью, в то время как действие воды не вызывает в шкале никаких изменений (см. cheap mu legend redzen табл. 80). Суммируя данные рентгенографического исследования, можно сделать следующие выводы. В кальциевом и магниевом шлаках наряду с аморфным стекловидным веществом наблюдается наличие кристаллической фазы.

    1. Шлаки стронциевый, бариевый и кадмиевый представляют собой аморфные массы.
    2. Вода вызывает появление кристаллической фазы только в стронциевом шлаке.

Добавить комментарий