Фактор, обусловленный минералогией цемента
Опыты показали, что алюминиевая пудра ведет себя неодинаково в газобетонных смесях, приготовленных на портландцементе разных заводов, при соблюдении постоянства всех прочих равных условий. Объяснение следует искать только в различии минералогического состава цемента различных производителей, а также в количестве свободных щелочей в их составе.
Концентрация шелочного раствора |
Относительный объем в % в зависимости от времени с начала реакции (с момента затворения) в минутах |
||||||||||||
0 |
4 |
8 |
12 |
16 |
20 |
24 |
28 |
32 |
36 |
40 |
44 |
48 |
|
170 гр СаО на 1 литр воды - для сравнения |
0 |
12 |
30 |
40 |
46 |
52 |
55 |
57 |
59 |
61 |
63 |
- |
- |
Концентрация 0,5 % NaOH |
0 |
30 |
70 |
78 |
80 |
81 |
82 |
||||||
Концентрация 1,0 % NaOH |
0 |
65 |
82 |
83 |
84 |
84 |
|||||||
Концентрация 2,5 % NaOH |
0 |
85 |
86 |
87 |
87 |
||||||||
Концентрация 5,0 % NaOH |
0 |
87 |
89 |
90 |
Примечание: Концентрация NaOH - относительно массы воды Таблица 1.7.1.3-1. Влияние концентрации щелочного раствора NaOH на скорость и величину газовыделения при t= +20-25 °С, и атмосферном давлении Р = 760 мм ртутного столба |
Развернутые экспериментальные исследования данного фактора были проведены на рядовых цементах нескольких заводов. Кроме того, была искусственно смоделирована минералогическая база нескольких типовых цементов (Искусственный Тип 1, 2, 3, 4) без гидравлических добавок, для которых также проведены исследования (см. таблицу 1.7.1.4-1).
Характер газовыделения при использовании цементов различных производителей (см. таблицу 1.7.1.4-2) убедительно свидетельствует, что слепое копирование технологического регламента без учета характеристик местной сырьевой базы способно породить массу, на первый взгляд, необъяснимых проблем.
На заводах ячеистых бетонов часто используют известь в качестве добавки, ускоряющей вспучивание. На опытах была проверена эффективность этой добавки в количества 5% и 10% от массы цемента. Результаты опытов оказались весьма неожиданными. При добавке извести в цементы Здолбуновского и Белгородского заводов скорость реакции и газовыделения увеличились, что же касается цементов Ново-Пашийского и Воскресенского заводов, то здесь газовыделение, как это ни странно, замедлилось (см. таблицу 1.7.1.4-3).
Опыты повторились неоднократно, и каждый раз результаты были такими же. Это указывает на то, что не всегда следует применять известь в качестве добавки к цементу для ускорения вспучивания газобетонной смеси.
Например, Березниковский завод ячеистого бетона, работающий на цементе Ново-Пашийского завода, применяет в качестве добавки кальцинированную соду, а не известь.
Причину различного поведения алюминиевой пудры в газобетонных смесях следует искать в минералогических особенностях цементов. Вероятно, этим же объясняется и эффект добавки извести к газобетонной смеси.
Цемент |
Химический состав в % |
Минералогический состав в % |
Марка |
||||||||||||
SiO, |
А1А |
Fe2Os |
FeO |
CaO |
MgO |
So3 |
R2o |
Na,0 |
Примеси |
C, S |
C2S |
C3A |
C. AF 4 |
||
Здолбуновский |
19,74 |
5,50 |
4,70 |
- |
63,10 |
1,75 |
3,40 |
0,10 |
0,17 |
2,20 |
54-60 |
19-23 |
5-9 |
12-16 |
600 |
Белгородский |
20,60 |
5,43 |
4,47 |
- |
63,65 |
1,95 |
2,27 |
0,12 |
0,15 |
1,73 |
61-70 |
9-17 |
2-5 |
13-16 |
500 |
Воскресенский |
25,20 |
5,76 |
4,34 |
- |
56,05 |
2,80 |
2,48 |
0,11 |
0,50 |
3,02 |
55-62 |
10-16 |
7-9 |
13-14 |
600 |
Ново-Пашийский |
21,99 |
5,68 |
2,90 |
0,65 |
63,50 |
0,70 |
1,62 |
0,33 |
0,27 |
0,85 |
42 |
32 |
11 |
12 |
500 |
Искусственный «Тип 1» |
20,72 |
5,23 |
6,07 |
- |
64,05 |
1,98 |
0,38 |
- |
- |
0,56 |
58,89 |
13,69 |
3,60 |
18,45 |
- |
Искусственный «Тип 2» |
25,30 |
5,08 |
6,32 |
- |
60,84 |
1,57 |
- |
- |
- |
0,38 |
16,93 |
57,80 |
2,72 |
19,21 |
- |
Искусственный «Тип 3» |
23,20 |
5,36 |
4,84 |
- |
63,80 |
1,50 |
- |
- |
- |
0,63 |
40,73 |
33,87 |
6,00 |
14,71 |
- |
Искусственный «Тип 4» |
22,10 |
7,56 |
1,30 |
- |
61,26 |
1,40 |
- |
- |
- |
0,28 |
40,30 |
31,20 |
12,70 |
13,07 |
- |
Примечание: Цементы Искусственный «Тип 1», «Тип 2», «Тип 3» и «Тип 4» отражают минералогический состав бездобавочных чистоклинкерных цементов (Тип ДО), характерных для производства именно пенобетонов и газобетонов. Таблица 1.7.1.4-1 Химический и минералогический составы цементов |
Завод-производитель цемента |
Относительный объем в % в зависимости от времени с начала реакции (с момента затворения) в минутах |
||||||||||||
0 |
4 |
8 |
12 |
16 |
20 |
24 |
28 |
32 |
36 |
40 |
44 |
48 |
|
Ново-Пашийский завод |
0 |
48 |
61 |
68 |
68 |
68 |
|||||||
Воскресенский завод |
0 |
41 |
52 |
57 |
62 |
65 |
67 |
68 |
|||||
Белгородский завод |
0 |
21 |
33 |
43 |
49 |
53 |
57 |
59 |
62 |
63 |
64 |
- |
- |
Здолбуновский завод |
0 |
18 |
30 |
42 |
45 |
51 |
54 |
56 |
Примечание:
Температура t= + 40 °С
Таблица 1.7.1.4-2. Характер газовыделения при использовании цементов разных заводов
Завод - производитель цемента |
Величина добавки Извести, % |
Относительный объем в % в зависимости от времени с начала реакции (с момента затворения) в минутах |
||||||||||||
0 |
4 |
8 |
12 |
16 |
20 |
24 |
28 |
32 |
36 |
40 |
44 |
48 |
||
Белгородский завод |
0 |
0 |
17 |
32 |
43 |
50 |
55 |
57 |
60 |
62 |
- |
- |
- |
- |
5 |
0 |
22 |
40 |
55 |
63 |
67 |
69 |
72 |
74 |
- |
- |
- |
- |
|
10 |
0 |
24 |
43 |
61 |
68 |
73 |
74 |
76 |
78 |
- |
- |
- |
- |
|
Ново-Пашийский завод |
0 |
0 |
39 |
54 |
61 |
65 |
67 |
|||||||
5 |
0 |
20 |
38 |
49 |
61 |
63 |
66 |
68 |
70 |
- |
- |
- |
- |
|
10 |
0 |
6 |
15 |
22 |
30 |
36 |
42 |
48 |
Примечание:
Температура t= + 40 °С
Таблица 1.7.1.4-3. Влияние добавки извести к газобетонной смеси на скорость газовыделения
Кроме указанных, были проверены искусственные чистоклинкерные цементы без гидравлических добавок (в таблице 1.7.1.4-4 они обозначены как «Искусственный» Тип-1, -2, -3, 4). Для всех этих искусственных цементов, прогнозирующих поведение чистоклинкерных цементов (Д0) добавка извести оказалась весьма полезной (смотри таблицу 1.7.1.4-4) и сгладила разницу в их минералогическом составе.
Вариант «искусственного» цемента |
Величина добавки Извести, % |
Относительный объем в % в зависимости от времени с начала реакции (с момента затворения) в минутах |
||||||||||||
0 |
4 |
8 |
12 |
16 |
20 |
24 |
28 |
32 |
36 |
40 |
44 |
48 |
||
Тип 1 |
0 |
0 |
6 |
12 |
17 |
21 |
25 |
28 |
32 |
35 |
38 |
40 |
- |
- |
10 |
0 |
15 |
38 |
37 |
54 |
57 |
58 |
59 |
60 |
- |
- |
- |
- |
|
Тип 2 |
0 |
0 |
15 |
20 |
26 |
32 |
37 |
41 |
44 |
48 |
52 |
54 |
- |
- |
10 |
0 |
15 |
39 |
51 |
57 |
61 |
63 |
64 |
65 |
- |
- |
- |
- |
|
Тип 3 |
0 |
0 |
15 |
28 |
36 |
45 |
49 |
53 |
58 |
59 |
61 |
63 |
- |
- |
10 |
0 |
23 |
42 |
51 |
58 |
63 |
65 |
67 |
68 |
- |
- |
- |
- |
|
Тип 4 |
0 |
0 |
17 |
21 |
28 |
33 |
38 |
43 |
47 |
51 |
55 |
59 |
- |
- |
10 |
0 |
15 |
41 |
50 |
55 |
59 |
61 |
63 |
64 |
- |
- |
- |
- |
Примечание: - Температура t= + 40 °С - Нумерация «искусственных» цементов в соответствии с таблицей 1.7.1.4-1 Таблица 1.7.1.4-4. Характер газовыделения в газобетонных смесях, приготовленных на цементах искусственной минералогии |