РОЗДІЛ 2
ХАРАКТЕРИСТИКА СИРОВИННИХ МАТЕРІАЛІВ
ТА МЕТОДІВ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Сировинні матеріали
Як об'єкти дослідження фізико-хімічних процесів структуроутворення в'яжучих композицій для виготовлення жаростійкого газобетону було використано модельні системи (Na, K)2O-Al2O3-SiO2-H2O, представлені ЛАЗ (ТУ У В.2.7-16403272-001-97 "Зв'язуюче лужне алюмосилікатне"), що відрізнялись мольним співвідношенням оксидів Me2O/Al2O3, SiO2/Al2O3 та Н2O/Al2O3, а також видом алюмосилікатного компоненту.
Як алюмосилікатний компонент ЛАЗ було використано такі матеріали:
* метакаолін, отриманий дегідратацією каоліну Просянівського родовища Дніпропетровської області при температурі 800?С згідно ТУ У В.2.7-16403272-005-99 "Метакаолін";
* золу-винесення Бурштинської ДРЕС питомою поверхнею 360 м2/кг за Блейном за ГОСТ 25818;
* відвальну золу гідровидалення (ДСТУ Б А.1.1-26) Трипільської ДРЕС, представлену фракцією золошлакової суміші < 0,16 мм згідно ГОСТ 25592, питомою поверхнею 380 м2/кг за Блейном. Гранулометричний склад вихідної золошлакової суміші Трипільської ДРЕС наведено в табл. 2.1.
Вибір саме таких зол обумовлено їх типовістю для України як з регіональної, так і з технологічної точки зору. Принципову різницю між вибраними золами наведено в табл. 2.2.
Таблиця 2.1
Гранулометричний склад золошлакової суміші Трипільської ДРЕС
ПоказникДіаметр отвору сит, мм5,02,51,250,630,3150,16< 0,16сумачастковий залишок на ситі, %1,331,231,200,830,902,3792,14100,00повний залишок на ситі, %1,332,563,764,595,497,86100,00-
Таблиця 2.2
Відмінність між золами Бурштинської та Трипільської ДРЕС
МатеріалВихідний вугільний басейнТемпература спаленняТехнологія видаленняТип золи за ДСТУ
Б А.1.1-26Насипна густина, кг/м3зола-винесення Бурштинської ДРЕСЛьвівсько-волинський та Донбасвище 1000?Ссухе видалення золи-винесеннякисла, середньої плавкості900зола Трипільської ДРЕСДонбасблизько 800?Ссуміщене гідрозолошлаковидаленнякисла, середньої плавкості, паливовмісна1000
Підвищена кількість частинок незгорілого палива у складі зол (для золи Трипільської ДРЕС в.п.п. = 16,02%) згідно ряду досліджень [199, 225, 226] не викликає якісного погіршення властивостей матеріалів на їх основі і, таким чином, сама по собі не є причиною для обмеження застосування таких зол для виготовлення будівельних матеріалів. Більше того, в лужних в'яжучих частинки незгорілого палива вносять конструктивний вклад у процеси мікроструктуроутворення [227], а в газозолобетонах підвищений вміст таких частинок є додатковим комплексним структуроутворюючим фактором [228, 229].
Рентгенофазовий аналіз каоліну підтверджує наявність каолініту (рис. 2.1, крива 1; d = 0,716; 0,357; 0,256; 0,249; 0,233; 0,199; 0,178; 0,166; 0,162 нм [230]), а також незначної кількості домішки ?-кварцу (d = 0,334; 0,182 нм [230]); після дегідратації спостерігається практично повна аморфізація речовини (рис. 2.1, крива 2). Фазовий склад кристалічної складової зол представлено в основному ?-кварцом (рис. 2.1, криві 3 та 4; d = 0,426; 0,334; 0,228; 0,182 нм [230]) та мулітом (d = 0,537; 0,342; 0,338; 0,288; 0,253; 0,220; 0,211 нм [231]), причому у складі золи-винесення Бурштинської ДРЕС вміст муліту набагато вищий, що обумовлено головним чином різницею у технологіях спалення вугілля. Коригування дисперсної фази ЛАЗ за оксидом SiO2 здійснювали шляхом введення добавки мікрокремнезему - білої сажі з підвищеною питомою поверхнею (820 м2/кг за Блейном) марки БС-50 Вінницького хімічного заводу (ТУ 6-18-10-22-88). Рентгенограма білої сажі вказує на високий ступінь аморфізації речовини (рис. 2.1, крива 5; гало в діапазоні 2? = 15...30?), а також на наявність домішки фториду натрію (d = 0,233; 0,164 нм [231]).
Як лужний компонент ЛАЗ використовували силікат натрію розчинний (ГОСТ 13078) з силікатним модулем 2,8, густиною ? = 1400 кг/м3 Київського склотарного заводу. Коригування складу ЛАЗ за лужними оксидами здійснювали шляхом введення натру їдкого технічного (ГОСТ 2263) та калі їдкого технічного (ГОСТ 9285).
Регулювання процесів структуроутворення ЛАЗ проводили шляхом введення добавок портландцементного клінкеру Ольшанського цементного заводу з силікатним модулем 1,92, глиноземним модулем 1,43 та коефіцієнтом насичення 0,93, а також доменного гранульованого шлаку Криворізького металургійного заводу (ГОСТ 3476) з модулем основності 1,13 та модулем активності 0,175.
Як наповнювач при дослідженні жаростійкості ЛАЗ було використано шамот Першотравеньського електрофарфорового заводу марки ШКМ-10 (ГОСТ 23037), розмелений до питомої поверхні 410 м2/кг за Блейном.
При виготовленні газобетону на основі ЛАЗ як наповнювачі застосовували золу-винесення Бурштинської ДРЕС, золу Трипільської ДРЕС та мелений шамот. Як газоутворювач застосовували пудру алюмінієву пігментну ПАП-1 (ГОСТ 5494), знежирену розчином господарчого мила (ГОСТ 30288), у вигляді суспензії.
Хімічний склад використаних матеріалів наведено в табл. 2.3, рентгенограми представлено на рис. 2.1, дериватограми - на рис. 2.2.
Таблиця 2.3
Хімічний склад сировинних матеріалів
НайменуванняВміст оксидів, мас. %в.п.п., %SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5Н2О-SO3каолін Просянівського родовища48,170,6236,330,36--0,300,62-----13,63зола-винесення Бурштинської ДРЕС50,271,2023,559,600,700,151,752,300,702,540,45--6,05зола Трипільської
ДРЕС48,200,8919,654,503,150,111,362,181,042,780,02-0,1116,02біла сажа Вінницького хімічного заводу87,40-0,200,14--0,502,104,400,35-0,17-4,70портландцементний клінкер Ольшанського заводу20,70-6,374,42--1,8364,440,500,31--0,780,12доменний гранульований шлак Криворізького заводу38,90-6,80-0,350,554,6047,00----1,80-шамот Першотравеньського електрофарфорового заводу60,2-35,30,8--0,310,292,13---0,22
Рис 2.1 Рентгенограми вихідних сировинних матеріалів: 1 - невипаленого каоліну; 2 - метакаоліну; 3 - золи-винесення Бурштинсько
- Київ+380960830922